NAK80模具钢表面激光熔覆Ni基碳化钨合金涂层的组织和性能

采用激光熔覆技术,在NAK80模具钢表面制备了Ni基碳化钨合金涂层。研究了激光熔覆涂层的组织结构特点及形成规律,测试分析了其显微硬度的分布特征。结果表明:涂层与基体之间呈良好冶金结合,熔覆层组织主要由树枝晶Cr23C6、未熔碳化钨颗粒相、-γNi固溶体及少量分布于固溶体中的NiCr和CrB2相组成;涂层的硬度远高于NAK80模具钢基体,从一定程度上改善了模具表面的耐磨性能。

NAK80模具钢表面激光熔覆钴基合金涂层的组织和摩擦磨损性能

采用激光熔覆方法在NAK80模具钢表面制备钴基合金熔覆层,用扫描电镜、X射线衍射仪分析了熔覆层的显微组织,通过干滑动摩擦试验研究了熔覆层的摩擦磨损性能,分析了其磨损机制,并用三维表面形貌仪观察磨损试样的表面形貌。结果表明:熔覆层的主要组成相为Cr23C6、Co3Mo2Si、MoC、FeCr和γ-Co;熔覆层由涂层与基体界面处的平面晶区、涂层中部的胞状树枝晶区和表层的网状等轴晶粒区组成;经激光熔覆处理后的NAK80模具钢表面硬度和耐磨性得到了显著改善,与NAK80模具钢相比,熔覆层表面的平均摩擦因数降低了约34%,比磨损率下降了约91.3%;熔覆层的磨损机制为粘着磨损和轻微的显微切削。

气体渗氮NAK80钢盐雾腐蚀性能

对沉淀硬化型塑料模具钢NAK80进行了气体渗氮处理,利用XRD衍射仪、扫描电镜和显微硬度计分析了渗氮温度和渗氮时间对材料的物相组成、渗氮深度和显微硬度的影响,并对原材料和渗氮后的试样进行了盐雾腐蚀试验。研究表明,渗氮形成的扩散层由ε-Fe2-3N相与γ′-Fe4N相组成,随渗氮温度的升高,白亮层和渗氮层的厚度均持续增大;渗氮扩散层硬度最大值出现在530℃渗氮24 h的条件下,其硬度提高到原材料的1.8倍,开始腐蚀时间延长到原材料的10.7倍。

渗氮处理对NAK80塑料模具钢冲刷腐蚀性能的影响

对沉淀硬化型塑料模具钢NAK80进行渗氮处理,并对未经渗氮的试样和渗氮后的试样进行Al2O3颗粒的水砂冲刷腐蚀试验。研究表明,未经渗氮处理的材料在冲刷腐蚀过程中因形成原电池而腐蚀严重,存在着冲刷与腐蚀的交替促进作用,最大和最小冲刷腐蚀率分别出现在30°和90°的冲刷角度下。渗氮处理有效地提高了材料的耐冲刷腐蚀性能,530℃保温24 h为最佳渗氮处理条件,该渗氮条件下得到的试样最大累积质量损失仅为相同条件下未经渗氮处理材料的32.5%。

热处理对塑料模具钢NAK80组织、硬度和时效动力学的影响

试验了830~910℃固溶处理和480~540℃时效对Φ20 mm NAK80塑料模具钢(/%:0.15C,0.30Si,1.50Mn,3.00Ni,1.00Cu,1.00Al,0.30Mo,0.30Cr)组织和硬度的影响,并对其时效动力学行为进行了研究。结果表明,890℃固溶处理后,NAK80钢组织由板条马氏体和粒状贝氏体组成,HRC硬度值达到42.4,经过500℃保温4 h的时效处理后,该钢的组织为回火屈氏体和析出相,其HRC硬度值可达45.5。利用JMA方程得到480℃和500℃时效时的Avrami指数n分别为2.20和1.63,表观激活能为96.787 J/mol。

NAK80模具钢表面2种激光器熔覆Ni基碳化钨合金层组织结构及耐磨性比较

为了研究激光器对Ni基碳化钨合金熔覆层组织结构和性能的影响,分别采用Nd:YAG与CO2激光熔覆技术在NAK80模具钢表面制备了Ni基碳化钨合金层,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪、显微硬度计以及摩擦磨损试验机测试分析了2种熔覆层的组织结构、显微硬度及耐磨性能。结果表明:2种熔覆层与基体之间均呈现良好的化学冶金结合;熔覆层组织主要为粗大的未熔碳化钨颗粒和均匀分布的树枝晶,Nd:YAG激光熔覆层的组织比CO2激光熔覆层的细小;2种熔覆层相结构主要包括WC,W2C,Cr23C6,NiCr,CrB2以及γ-Ni等;2种激光器熔覆处理后,NAK80模具钢表面硬度和耐磨性都得到显著改善,CO2激光熔覆层的硬度和耐磨性高于Nd:YAG激光熔覆层,2种激光熔覆试样的磨损机制均为磨粒磨损。

NAK80塑料模具钢本构关系的试验研究

利用电子材料拉伸试验机、热模拟试验机和分离式 Hopkinson 压杆系统对 NAK80 塑料模具钢在较宽温度范围（25~600 ℃）和不同应变率（700~5 000 s-1）条件下的力学特性开展了系列的试验研究。结果表明：室温下，NAK80 塑料模具钢流变行为对应变率不敏感；相同应变率下（10-2 s-1），其屈服强度和流变应力随温度升高而下降，且高温下热软化效应明显，导致屈服后应变增加而应力下降。以试验数据为基础，拟合了 Johnson-Cook 模型，利用该模型对不同温度和不同应变率下 NAK80 塑料模具钢的流变应力进行预测，与试验数据对比表明，拟合的 Johnson-Cook 模型能够较好的描述 NAK80塑料模具钢的流变行为。

固溶和时效处理对塑料模具钢NAK80组织和硬度的影响

通过OM、SEM和TEM显微组织观察以及洛氏硬度测量,研究了固溶温度和时间以及时效时间对两种成分(加Cr和不加Cr)NAK80实验钢组织和硬度的影响规律。结果表明:时效时间对预硬化硬度影响很大,薄规格(30 mm)和厚规格(70 mm)实验钢均在时效6 h时达到峰值硬度;在一定范围内升高固溶温度和延长固溶时间对硬度的提升作用非常小。实验钢时效处理后的组织主要是粒状贝氏体+析出相,薄规格加Cr成分还存在一些板条贝氏体。TEM分析表明,析出相主要由ε-Cu和Ni-Al强化相组成,以单独或复合的形式在晶界处大量析出。

NAK80厚板工艺研究

重点分析了我公司NAK80厚板 (厚度 6 0mm～ 15 5mm)生产过程中产生白点、夹杂及硬度不均等质量缺陷的原因 ,通过工艺改进和采取对应措施 ,钢的实物质量得到了明显提高 ,既满足了用户的使用需求 ,又维护了该产品的市场形象和提升了企业的形象 ,其经济效益和社会效益十分显著。

NAK80(或10Ni3MnCuAl)厚板工艺研究

重点分析了我公司NAK80厚板 (厚度 6 0mm～ 15 5mm)生产过程中产生白点、夹杂及硬度不均等质量缺陷的原因 ,通过工艺改进和采取对应措施 ,钢的实物质量得到了明显提高 ,既满足了用户的使用需求 ,又维护了该产品的市场形象和提升了企业的形象 ,其经济效益和社会效益十分显著。

基于NSGA-II算法的高强模具钢切削参数优化方法

以高强度模具钢NAK80为对象,设计以切削速度、每转进给量、切削深度为参数的正交试验,并通过线性回归方法建立切削力及表面粗糙度的数理统计模型;配合材料去除率的理论公式,建立三者为目标函数的多目标优化模型,采用非支配排序遗传算法NSGA-II对模型进行寻优求解,研究高强度模具钢铣削过程中的工艺参数优化,获得了多组符合加工要求的工艺参数组合。结果表明:该方法可以获得最优的切削工艺参数组合,可用于指导实际的加工生产。

高速铣削NAK80模具钢的铣削力试验研究

为获得铣削速度v、背吃刀量ap、每齿进给量fz和径向铣削深度ae对铣削力的影响规律,利用Ti Al N涂层刀具进行了高速铣削NAK80模具钢试验.结果表明,铣削力随着铣削速度的增加而减小,随背吃刀量的增大而增大,并随每齿进给量和径向铣削深度的增加而增加.在单因素试验结果的基础上,应用线性回归分析方法,建立了铣削力的回归数学预测模型.