Computer Aided Design of Heat Treatment for AISI P20+Ni Mold Steel with Good Machinability

Computer aided design of heat treatment for AISI P20 mold steel with good machinability is attempted to proceed by the commercial software package Thermo-Calc (TCP+DICTRA). Through experimental and theoretical analysis of phase transformation during heat treatment, further knowledge of designing proper heat treatment is obtained. Then the machinability of AISI P20+Ni steel under given heat treatment condition is studied and the influencing factors to their machinability are analyzed. It is shown that heat treatment designed by computer simulation of carbide transformation is applicable to AISI P20+Ni steel with good machinability; AISI P20+Ni steel with tempered sorbite treated by quenching & tempering has optimal machinability; normalizing at the temperature of 910°C & tempering can avoid cracking and result in acceptable machinability in small thickness module.

P20模具钢的表面粗糙度预测模型

为改进P20模具钢高速铣削加工时表面质量,提高加工效率,选取影响粗糙度的切削参数作为试验因子进行正交实验,确定了进给量ƒ、切削速度v和切削深度a_(p)对表面粗糙度的影响.基于TiAlN涂层刀具铣削P20模具钢的试验结果,建立表面粗糙度多元线性回归数学模型,并对回归方程和回归系数进行显著性检验;最后将模型预测值与实验数据进行对比验证.结果表明,粗糙度平均误差为3.3%,具有较高的可信度.该模型能为高速、高效干切削P20模具钢提供数据和理论支持.

高速铣削P20模具钢表面粗糙度预测模型研究

正交试验法分析了高速铣削P20模具钢时铣削速度、每齿进给量、铣削深度和行距等参数对表面粗糙度的影响。采用回归分析方法建立表面粗糙度预测模型,用方差分析验证了该模型的显著性和可靠性。

P20塑料模具钢表面激光熔覆球磨Fe基SiC金属陶瓷涂层的研究

将SiC颗粒和Fe基合金粉末经球磨后作为熔覆材料,在P20塑料模具钢表面采用激光熔覆技术制备了Fe基SiC金属陶瓷涂层。利用光学显微镜、X-射线衍射仪与数字显微硬度计对涂层的显微组织与硬度进行研究。结果表明:SiC颗粒几乎完全溶解,并与Fe基合金交互作用后,在树枝状晶过饱和马氏体α-Fe的枝晶间析出M7C3(M=Fe,Cr与Ni)型碳化物与Fe2Si型硅化物,涂层的平均显微硬度达572 HV0.2;获得的Fe基SiC金属陶瓷涂层无气孔与裂纹、与P20塑料模具钢呈冶金结合,硬度约是P20塑料模具钢的1.5倍。

基于P20材料的数控铣削加工参数优化

基于P20模具钢的具体特性,根据数控铣削加工的实际要求,确定约束条件,建立数学模型,对P20材料的塑料模具型腔铣削加工参数进行优化设计,从而缩短注塑模具型腔加工时间、提高加工效率。

P20钢的预硬化组织及工艺

为了提高塑料模具钢的预硬化质量,按性能要求,研究了P20钢大锻件的预硬化工艺。

P20模具钢的双层回火激光熔覆修复技术

传统的焊接方法修复失效模具,易造成较大的热输入,导致热影响区性能恶化,需要进行后续高温回火热处理。利用双层回火激光熔覆修复技术,通过充分利用后道熔覆层对前道熔覆层的回火作用,可免去后续回火热处理步骤。采用3.5kW半导体激光器对P20模具钢进行了双层回火熔覆,基于修正后的Higu-chi模型确定了最优层间能量密度组合,利用光学显微镜和显微硬度仪表征了修复部位热影响区的微观组织和硬度分布。结果表明,P20模具钢最优的双层回火激光熔覆层间能量密度组合为5&10kJ/cm2;采用该能量密度组合的双层回火激光熔覆修复工艺,可获得组织为均匀回火索氏体、平均硬度约400HV的修复热影响区,其修复效果优于需要进行后续回火热处理的传统单层模具修复工艺。

宽厚板P20塑料模具钢成形仿真分析与试验研究

P20塑料模具钢锻件属于异形截面(中心凹槽),且吨位重、厚度和展宽尺寸大,采用传统的镦拔下料、压扁出成品的成形方法很难保证技术标准、锻透压实效果和金属纤维流线的延续性要求。通过综合分析宽厚板锻件成形方法和控制难点,提出“首次WHF法拔长(10趟)+二次WHF法拔长(6趟)+宽砧拔扁下料(6趟)+锻制凹槽”的压实成形方案和近净成形控制新方法;并结合工艺控制和难点分析,建立有限元分析模型,全流程仿真WHF法、宽砧拔扁法和心部凹槽锻制过程,预测工艺参数设计和过程控制成形效果和质量;最后,通过生产试制验证了工艺参数及成形工艺的合理性。

ASTM P20钢塑料模具开裂原因分析

通过扫描电镜断口检查及显微组织分析对ASTM P20钢塑料模具开裂的原因进行了研究。结果表明,该模具产品在热处理过程中,经过了二次重复淬火,在两次加热淬火之间没有进行中间退火,因而形成晶粒特别粗大的组织,致晶界强度以及马氏体位向板条的片间结合力急剧降低,在热应力的作用下,优先在应力集中较大的直壁拐角部位产生裂纹,并快速扩展至40 mm深的粗大裂纹,导致模具失效。