铜对4Cr16Mo塑料模具钢切削性能的影响

将4Cr16MoCu、4Cr16Mo和SDP136钢在1030℃保温4 h,冷却至室温后回火两次,第一次为540℃×4 h,4Cr16MoCu钢的第二次回火工艺为590℃×3 h,4Cr16Mo和SDP136钢为565℃×3 h,使其硬度达到35~36 HRC。采用扫描电子显微镜检测钢的显微组织,采用数控车床进行切削性能试验。分别采用SY-3F型应变式三维测力传感器、红外测温仪、TR200粗糙度测量仪和超景深显微镜测定切削力、刀尖温度、工件粗糙度和磨损刀具的形貌。结果表明:在相同的切削条件下,铜的添加能延长刀具的使用寿命;切削4Cr16MoCu钢的刀具温度比切削4Cr16Mo钢的刀具温度低50℃,切削试验的前、中期4Cr16Mo钢的切削力比4Cr16MoCu钢大43~94 N,但后期4Cr16MoCu钢的切削力上升至839 N,比SDP136钢大211 N。

钼元素对2Cr13型高氮耐蚀塑料模具钢组织与性能的影响

在2Cr13型高氮耐蚀塑料模具钢中添加质量分数0.5%的钼元素,研究了钼元素对淬火和回火后该钢显微组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明:钼的添加缩小了试验钢的奥氏体相区,淬火后的残余奥氏体体积分数为8.49%,低于不含钼试验钢(9.05%);钼的添加使得回火态试验钢的强度、硬度以及冲击吸收能量均得到提高,其中屈服强度提高了12%。盐雾腐蚀试验后回火态试验钢主要发生点蚀,含钼试验钢表面的点蚀坑数量较少,尺寸较小,其腐蚀速率为0.0721 g·m^(-2)·h^(-1),远小于不含钼试验钢(0.1612 g·m^(-2)·h^(-1));含钼试验钢的极化曲线中存在明显的钝化区,而不含钼试验钢不存在钝化区。含钼试验钢的耐腐蚀性能优于不含钼试验钢。

淬回火工艺对N-Mo合金化Cr13型耐蚀塑料模具钢组织与力学性能的影响

对N-Mo合金化Cr13型耐蚀塑料模具钢进行925~1150℃保温0.5 h的油淬处理,再分别进行150~300℃保温2 h或者350~600℃保温1 h的回火处理,研究了淬回火工艺对该钢组织与力学性能的影响。结果表明:试验钢淬火后的组织主要为淬火马氏体,随着淬火温度的升高,晶粒长大,第二相逐渐固溶进基体,试验钢的硬度先增大后降低,当淬火温度为1050℃时,硬度达到峰值,为57.7 HRC,此时第二相基本固溶进基体,残余奥氏体体积分数仅为8.49%。随着回火温度的升高,试验钢组织由回火马氏体向索氏体转变,第二相逐渐析出并长大;硬度呈先降低后升高再迅速降低的趋势,冲击吸收能量随回火温度的变化规律与回火硬度的变化规律相反,抗拉强度的变化规律与硬度的变化规律一致,屈服强度呈先增大后降低的趋势,并在回火温度为480℃时达到最大值,为1445 MPa;在200℃以上温度回火后试验钢的塑性均保持在一个较好的水平。试验钢获得优异综合性能的热处理工艺为1050℃×0.5 h淬火+200~300℃×2 h回火,此时组织为回火马氏体,硬度为48~53 HRC,抗拉强度为1752~2050 MPa,屈服强度为1171~1223 MPa,冲击吸收能量为41~51 J,断面收缩率为42%~51%,断后伸长率为17.1%~17.7%。

高硫塑料模具钢中硫稳定性控制基础研究

基于高硫塑料模具钢典型缺陷检测和MnS析出行为研究,结合热力学计算和工业试验探索了高硫塑料模具钢精炼过程硫稳定性控制手段。结果表明,MnS夹杂是裂纹产生的原因之一。MnS在1708 K开始析出,且优先发生位错形核。MnS发生晶界形核的最快沉淀析出温度为1573 K,并在铸坯加热过程明显长大。综合高硫塑料模具钢精炼顶渣物化性质、硫容量和硫分配比的理论研究,确定最优精炼顶渣成分范围:1.55≤(w(CaO)/w(SiO_(2)))≤1.7、24%≤w(Al 2O 3)≤28%、1.4≤(w(CaO)/w(Al 2O 3))≤2.3、7%≤w(MgO)≤9%和2.5%≤∑w(FeO+MnO)≤4.0%。精炼顶渣成分与精炼工艺优化后,VD出站到中包钢中硫平均降低质量分数由108×10-6减少至30×10-6,平均Al s损由24.9×10-6减少至14.2×10-6,实现了模具钢中硫稳定性和VD至中包Al s损的大幅度改善。

40Cr13塑料模具钢连续冷却相变行为

连续冷却相变行为对制定钢的热处理工艺具有重要指导意义,采用热膨胀法开展了40Cr13模具钢不同冷却速率(0.5~20℃/s)连续冷却相变曲线的测定,利用扫描电镜和显微硬度仪分别对不同冷速下相变后的材料组织形貌和维氏硬度进行检测分析,在高温共聚焦激光显微镜(HTCLSM)下对其相变行为进行原位观察,结果表明,40Cr13模具钢的临界转变点Ac_1为836℃,Ac_(3)为903℃;在0.5~20℃/s的冷却速率范围内均出现马氏体相变,随着冷速增加,钢中碳化物的分布更加均匀。当冷速由0.5℃/s增大到3℃/s时,样品平均硬度值由417HV提高到550 HV,随着冷速继续增加,样品平均硬度值最终稳定在560~580 HV。对冷却速率(v)和维氏硬度(H_(v))进行拟合,拟合公式为H_(v)=564.49-(185.78)/(exp(v-1.88))。当冷却速率为3℃/s时,HTCLSM下观察到马氏体开始转变温度为214.5℃,随着温度降低马氏体数量增加,马氏体板条沿不同方向生长,且同方向的板条厚度减小。

热流道板用含硫耐蚀塑料模具钢调质工艺及组织研究

分析了1.2085模具钢的特性,对不同调质工艺的1.2085模具钢的显微组织及硬度进行了对比分析。结果表明,1.2085大规格扁钢采用重新加热喷水冷却+两次回火工艺生产,1.2085小规格扁钢采用轧后空冷+两次回火或重新加热空冷+两次回火工艺生产,其硬度和金相组织可满足作为热流道板模具的使用要求。

新型氮合金化3Cr17型塑料模具钢组织与性能研究

利用Jmatpro软件计算了新型氮合金化3Cr17型塑料模具钢平衡状下相组成及其相转变规律。通过实验室制备新型氮化3Cr17塑料模具钢,并进行了不同温度范围内淬、回火工艺试验,得出在1040℃~1140℃淬火温度范围内,随着淬火温度的提高,晶粒逐渐长大,硬度呈先增加后降低的趋势,在450℃~700℃回火温度范围内,随着回火温度的提高,晶界碳化物粗化与聚集程度增加,硬度也逐渐降低,根据不同热处理制度下的硬度变化和微观结构演变情况,提出了该类型模具钢的现场热处理工艺。

碳氮调控对Cr13型耐蚀塑料模具钢组织和性能的影响

利用OM、SEM、硬度计、冲击试验机研究了碳氮含量的调控对Cr13型耐蚀塑料模具钢组织和性能的影响。结果表明,降碳增氮的3Cr13N钢析出M2(CN)型碳化物,降低了M23C6析出量,减少了偏析倾向,改善了组织的均匀性。增加0.1%的氮含量对淬火峰值硬度提供了1.8HRC的增量,比同等含量的碳提供的硬度增量多0.6HRC。回火处理时3Cr13N钢的二次硬化峰向右移动,提高温度后比3Cr13和4Cr13保持相对缓慢的降速,高温回火时模具仍具有较高的硬度。在模具常用的回火温度下,降碳增氮后的回火组织更加均匀,同时冲击韧性有较大的提升。对比3Cr13钢,提高的氮含量并未明显降低钢的冲击韧性。

高镜面塑料模具钢P80在线固溶工艺实践

采用Gleeble 3800热模拟试验机进行了P80在线固溶工艺试验研究,发现开冷温度在870~930℃范围内,温度越低,在线固溶再经过时效后,硬度越高,方差减少,硬度波动降低。在保证获得单相组织,且硬度均匀的前提下,确定了开冷温度与冷却速度等工艺参数:在线固溶工艺为开冷温度860~880℃、冷却速度10℃/s,返红温度≤400℃。利用上述工艺参数进行生产实践,发现在线固溶后的P80钢板经过520℃/3 h时效处理后,组织由贝氏体+马氏体转变为粒状贝氏体+板条贝氏体,硬度为40.1 HRC,满足技术要求,可以实现对离线固溶工艺的替代。

大型电渣塑料模具钢DLXPMESR质量水平研究

我国大型电渣塑料模具钢(单重≥20t)因质量水平差,主要依赖进口材料,为了找出差距所在,取长补短,采用成分、纯净度、硬度、冲击、高倍金相等检验手段,对国内外DLXPMESR相似产品进行对比研究,结果表明,成分、宏观硬度、纯净度等方面和国外先进水平相当,某些方面甚至优于国外材料,但在显微组织均匀性以及显微硬度均匀性方面仍与国外材料存在一定的差距。

超大型塑料模具钢DL718HH预硬方法研究

为了降低超大型塑料模具钢DL718HH预硬开裂倾向,同时提高硬度均匀性,提出了一种新型预硬工艺,并阐明了预硬原理及工艺优点。

基于数值模拟的718塑料模具钢大模块淬火新工艺设计

通过对新型 718塑料模具钢大模块淬火过程进行计算机数值模拟 ,结合金相组织与硬度测试制订了一种淬火的新工艺 ,即高温 930℃完全奥氏体化后直接空冷。该工艺能使整个模块均获得贝氏体组织 ,保证模块硬度在 2 9～ 35 HRC的范围内 ,而且同一截面硬度差值小于 3HRC。此外 ,淬火冷却过程中表面与心部的温差较小 ,明显减小了淬火裂纹产生的可能性。

大截面非调质预硬型塑料模具钢组织对硬度均匀性的影响

采用光学显微镜,扫描电镜和透射电镜观察了截面尺寸为460mm×800mm的非调质预硬型塑料模具钢(NQP钢)模块心部和表层的组织,结果表明,心部组织较表层粗大,表层存在变形带特征,但精细结构均为位错密度较高的贝氏体铁素体板条和板条间不连续的碳化物或残余奥氏体组成,心部贝氏体铁素体板条稍宽于表层。结合NQP钢连续冷却时的相变特点,分析其截面硬度波动在±1.5HRC内的原因在于其有较好的贝氏体淬透性,模块整个截面上都得到了均匀的贝氏体组织,贝氏体板条宽度和位错密度的差异使得其表层硬度稍高于心部。

热处理对718塑料模具钢加工性能的影响

对 718塑料模具钢经过不同工艺热处理后的加工性能进行了研究 ,分析了影响其加工性能的主要因素。采用TEM和Thermo Calc软件对 718塑料模具钢组织中的碳化物类型及其在钢中的溶解过程进行了试验研究和模拟计算 ,指出正火后高温回火对小截面该钢模块具有一定的实用性。

塑料模具钢表面激光熔覆陶瓷复合涂层的性能研究

为了提高覆层的硬度和耐磨性,在塑料模具钢P20表面预置非晶的纳米Al2O3,TiC,WC等陶瓷硬质颗粒的涂层,采用CO2激光器进行熔覆处理。对激光熔覆陶瓷复合层的显微组织结构进行了分析,并测试了其硬度和耐磨性。结果表明:通过高能量密度的激光处理,基体和熔覆层元素相互扩散与反应,其中的WC,Al2O3,FeSi成为熔覆层中的硬质相,显著提高了材料的硬度和耐磨性。磨损后熔覆层表面主要为细小的划痕,其磨损方式主要为磨粒磨损。

新型贝氏体易切削塑料模具钢中夹杂物的研究

本文研究了新型贝氏体易切削塑料模具钢中几种夹杂物的形态和成分，对含核心的硫化物的能谱分析证实核心为ＣａＯ·２Ａ＿２Ｏ＿３和ＣａＯ·６Ａｌ＿２Ｏ＿３，并对钙在硫化物的变形过程中的作用进行了初步探讨，同时发现了与硫化物复合在一起的氮化钛和氧化铝．

P20塑料模具钢淬火及回火组织性能的研究

利用扫描电镜、金相显微镜、洛氏硬度计研究了P20塑料模具钢淬火及回火组织,并测定了硬度随淬火温度以及回火温度的变化。P20钢经830～920℃淬火得到板条马氏体,淬火后晶粒尺寸随淬火温度的升高有粗化的趋势但并不明显,直到890℃以后才明显粗化,因此,淬火温度应在830～890℃,以860℃为宜。P20钢硬度随回火温度升高而降低,碳化物析出增多并逐渐球化,马氏体板条边界逐渐变得模糊,有些板条合并变宽。P20钢经620℃×1h回火后其硬度为32.8～35.8HRC,能满足预硬化硬度要求,而且经830～890℃淬火+620℃×1h回火,硬度基本不随淬火温度变化,这将有利于工厂组织生产,因此最终选择预硬化工艺为860℃×30min淬火+620℃×1h回火。

大截面预硬型塑料模具钢的组织与性能

对大截面预硬型塑料模具钢ASSAB718和国产GC718钢进行了对比性研究。结果表明 ,GC718钢的等向性较好 ,厚向的冲击功可达到纵向的 70 %～ 80 % ,但以氧化物为主的夹杂物含量高。ASSAB718钢表面的等向性高 ,但心部等向性低 ,心部厚向冲击功仅为纵向的 32 % ,以硫化物为主的夹杂物含量为 0 0 9%。

塑料模具钢S136与Fs136的退火/淬火组织及力学性能对比

观察并研究了塑料模具钢S136及其变体Fs136热处理后的组织与性能。S136及Fs136经过相应热处理,通过SEM、EDS、XRD、硬度测试及拉伸实验仪进行力学性能测试和显微组织观察。发现退火后的S136比Fs136有更细密的显微组织和更高的硬度,其硬度分别为212 HV和202.1 HV。发现淬火后的S136比Fs136拥有更细密的马氏体组织和更高的韧性。淬火后S136的屈服强度、抗拉强度及断后伸长率分别为1538、1604及13.5%;Fs136的屈服强度、抗拉强度及断后伸长率分别为1554、1763 MPa和8.5%。

回火工艺对DIN1.2316塑料模具钢性能的影响

采用扫描电镜、金相显微镜、洛氏硬度计研究了DIN1.2316塑料模具钢经1 050℃淬火、350~650℃保温1~16 h回火的微观组织及硬度变化规律.研究表明:350~650℃回火,随回火温度的升高钢的回火硬度呈现出下降的趋势.350~450℃回火硬度随保温时间变化不大,500℃回火时,保温4 h内硬度保持不变,4~8 h硬度从53.9 HRC下降到47.4 HRC,8 h后硬度趋于稳定.550~650℃回火,2 h内硬度急剧下降,2 h之后硬度基本不再变化.回火工艺为550℃×4 h^16 h,600℃×1 h^4 h,650℃×1h,回火参数在11 300~13 500硬度可以满足预硬化硬度要求.随回火温度升高、回火时间的延长,碳化物析出量增多并逐渐球化、聚集长大,使硬度下降.回火温度较回火时间对硬度的影响更显著.