Effect of weld line positions on the tensile deformation of two-component metal injection moulding

Knowledge of the mechanical properties of two-component parts is critical for engineering functionally graded components. In this study, mono-and two-component tensile test specimens were metal injection moulded. Three different weld line positions were generated in the two-component specimens. Linear shrinkage of the two-component specimens was greater than that of the mono-component specimens because the incompatibility of sintering shrinkage of both materials causes biaxial stresses and enhances sintering. The mechanical properties of 316L stainless steel were affected by the addition of a coloured pigment used to identify the weld line position after injection moulding. For the two-component specimens, the yield stress and ultimate tensile stress were similar to those of 316L stainless steel. Because 316L and 630(also known as 17-4PH) stainless steels were well-sintered at the interface, the mechanical properties of the weaker material(316L stainless steel) were dominant. However, the elongations of the two-component specimens were lower than those of the mono-component specimens. An interfacial zone with a microstructure that differed from those of the mono-material specimens was observed; its different microstructure was attributed to the gradual diffusion of nickel and copper.

钛稳定化321不锈钢连铸结晶器“结鱼”的研究

用扫描电镜分析了钛稳定化 32 1铬镍奥氏体不锈钢板坯连铸过程中结晶器中形成的“结鱼”的物相组成 ,探讨了“结鱼”形成机理和预防措施。结果表明 ,连铸过程钢水中已形成的TiN在结晶器内聚集 ,并与保护渣中SiO2 和Fe2 O3等氧化物反应放出氮气 ,由于是吸热反应 ,促使局部钢水冷却凝固形成“结鱼” 悬浮钢块。保持钢中 [Ti% ]·[N % ]× 10 3<3 5 ,Alsol≤ 0 .0 1%时 ,可避免形成“结鱼”。

磁力电解机械复合抛光不锈钢模具的研究

针对具有复杂曲面不锈钢模具的难抛光性,依据电磁场理论,提出磁力电解机械复合抛光的新型工艺方法,其中磁场的引入克服了电解过程中的浓差极化现象,加速了电化学反应;CAD/CAM技术的应用保证了加工精度.通过实验分析表明,抛光效率比以前提高了40％,模具表面粗糙度可以达到Ra=0.04μm.

不锈钢模具板化学蚀刻、抛光和电镀铬研究

研究了不锈钢模具板的化学蚀刻、化学抛光和电镀铬工艺。分析了影响蚀刻、化学抛光和电镀铬质量的因素,得到了化学蚀刻、化学抛光及电镀铬最佳工艺参数和操作规范。该工艺可以用于各种类型不锈钢的化学蚀刻、化学抛光和电镀铬处理。

奥氏体不锈钢板坯连铸结晶器锥度的优化

针对奥氏体不锈钢连铸中的质量问题 ,对太钢三炼钢 12 6 0mm× 16 0mm板坯结晶器的锥度进行了分析。通过不锈钢铸坯在结晶器内收缩的计算和拉坯速度、过热度等工艺参数对铸坯收缩影响的分析 ,得出采用双锥度结晶器比单锥度结晶器更符合铸坯在结晶器内的收缩规律 :液面附近 80～ 2 0 0mm区域采用较大锥度 ,液面下 2 0 0～ 80 0mm的结晶器下部 ,采用较小锥度 ,并在此基础上设计了曲线锥度结晶器。生产试验表明 ,双锥度设计显著改善了铸坯质量 。

大型复杂不锈钢叶轮熔模-砂型复合铸造工艺

研究了大型复杂不锈钢叶轮熔模-砂型复合铸造工艺。借助设计的工装,利用熔模铸造涂制出复杂叶片部分的硅酸乙酯-水玻璃复合型壳;利用砂型造型得到简单轮毂轮辐及熔模型壳部分的铸型;将熔模型壳与水玻璃砂型组合后得到了该叶轮的熔模-砂型复合铸型;通过熔炼、浇注、切割、清理、热处理得到了ZG1Cr18Ni9Ti叶轮铸件。结果表明：采用该复合工艺生产的叶轮铸件表面粗糙度达到Ra3.2-1.6、尺寸精度达到CT4-CT5、力学性能等都满足技术要求,且工艺稳定,生产成本低。

不锈钢1Cr17板坯连铸过程中保护渣液渣层及渣膜的研究

在板坯连铸过程中取不锈钢1Cr17保护渣的液渣和渣膜试样,研究液渣成分和性能的变化,以及渣膜的性质。保护渣的主要成分(%)为:35.46CaO、32.84SiO_2、7.87Al_2O_3、3.04MnO、8.48Na_2O、7.13F、2.6C。结果表明,开浇后液渣中Al_2O_3、Cr_2O_3含量有一定增加,碱度稍有降低,但10 min后趋于稳定;液渣熔化温度和粘度相对于原始渣均有不同程度增加,凝固温度变化较小;保护渣变化后的熔化温度仍处于合理范围内,粘度值最多增加了0.08 Pa·s;保护渣渣膜由结晶层和玻璃层组成,渣膜结晶率约为71%,结晶矿相主要是枪晶石和少量霞石。

不锈钢模具快速制造技术

为了解决低熔点材料电弧熔射成形模具使用性能差、寿命低等问题,提出电弧熔射成形制作不锈钢模具的方法.以不锈钢材料为研究对象,研究电弧熔射过程中输入参数对飞行熔滴温度和速度的影响,分析熔滴的扁平化过程,并对熔射层的硬度和孔隙率进行测试.实验结果分析表明,雾化气体压力直接影响熔滴的雾化状态,熔滴飞行温度、速度,以及成形质量.随着空气压力的增大,熔滴飞行速度提高,熔射层致密且氧化物质量分数减少,气孔率降低,显微硬度也大大提高.熔射模的预热温度直接影响着熔滴的扁平化状态,从而影响熔射成形质量.

纸浆磨盘不锈钢铸造工艺研究

通过对纸浆 2Cr13磨盘生产工艺的试验研究 ,采用面砂与背砂相结合的方法消除暗冒口造型工艺所得到的砂型 ,齿形清晰 ,起模不易断齿 ;将 2种造型工艺的砂型及多种浇注温度所得到的铸件作了对比 ,1610℃出炉温度用无冒口工艺得到的铸件无缩孔、缩松 ,齿形饱满 。

淬回火工艺对马氏体不锈钢3Cr17Mo组织和力学性能的影响

试验研究了960～1140℃淬火、200～650℃回火工艺对成分（％）为0．39C，16．73Cr，1．07Mo，0．25V，0．09Cu的塑料模具用马氏体不锈钢3Cr17Mo组织和力学性能的影响。结果表明，3Cr17Mo钢的淬火组织为板条马氏体＋铁素体＋（Fe，Cr）23C6碳化物；经1000～1060℃淬火、260～300℃或550～600℃回火后。3Cr17Mo钢具有良好的综合力学性能。

不锈钢薄壁铸件壳型成形工艺研究

研究了一种不锈钢薄壁铸件的壳型成形工艺,通过对薄壁件的特点和不锈钢的铸造性能分析,采用了热壳重力浇注、消失模真空装置浇注、热壳重力减压浇注3种方法进行浇注成形试验。结果表明,热壳重力减压浇注对于薄壁不锈钢件的成形效果良好。

409不锈钢结晶器结壳

计算结果表明,生成Al2O3氧化物需[%Al]>0.001,它提供了TiN的依附条件;钢液中[%Ti].[%N]>8×10-5可直接生成TiN;生成较多的CaO.TiO2型夹杂物所需的[%Ca]>2.0×10-8。通过提高钢水纯净度、适当增大铸坯拉速、采用合适的性能的保护渣等措施可以有效地避免结晶器液面结壳。

高硅含钛奥氏体不锈钢“结晶器结鱼”分析及改进

通过对“结晶器结鱼”物和中间包夹杂物检测,系统分析了高硅含钛奥氏体不锈钢“结晶器结鱼”现象发生的根本原因。结果表明:“结晶器结鱼”物和中间包中夹杂物类型主要为纯的TiN和以镁铝尖晶石为核心的TiN。TiN夹杂物是导致“结晶器结鱼”产生的根本原因。结合热力学计算和试验结果,TiN夹杂物在1455℃的液相线温度下就会析出。通过控制钢水w(N)<0.01%,中间包钢水温度大于1500℃,可以避免“结晶器结鱼”的发生。

一种镁砂粉与刚玉粉复合烧结铸型涂料的研制

采用镁砂粉和刚玉粉作为耐火骨料制备了一种烧结型铸型涂料,实验研究了两种骨料的适宜配比,分析了骨料组元比例对烧结过程的影响;优化设计了一种以镁砂粉和刚玉粉为复合耐火骨料的铸型涂料配比,检测了涂料的性能。结果表明:复合骨料烧结后的涂层产生了镁铝尖晶石(Mg Al_2O_4),当镁砂粉和刚玉粉混合质量为7∶3时,涂层中的Al_2O_3全部参与烧结反应;硅溶胶(SiO_2·n H_2O)的加入可以改善涂层的高温强度,防止出现暴热裂纹;优化后的涂料具有较好的综合性能,能有效地防止不锈钢铸件表面出现粘砂现象。

奥氏体与马氏体不锈钢板坯在结晶器内收缩规律与结晶器锥度的研究

针对奥氏体和马氏体不锈钢连铸中的质量问题,对太钢第三炼钢厂结晶器的锥度进行了调查分析.根据铸机和不锈钢的钢种特性,分别计算比较了马氏体和奥氏体连铸坯在结晶器内的收缩规律,分析了连铸工艺参数如拉坯速度、过热度对铸坯收缩的影响规律,在此基础上设计了曲线锥度的结晶器,并在生产实践中取得了很好的效果.

复合管爆炸焊接装置中金刚砂填充物的试验研究

采用金刚砂作为铝/不锈钢复合管爆炸焊接试验装置中的填充物,并在注水和不注水两种工艺下进行爆炸焊接试验。直观观测,因金刚砂注水后的密实度得到提高,因此复合管的变形量相对较小;采用扫描电镜和能谱仪从微观成分对两种工艺下制备的复合管界面进行比较,结果表明,金刚砂注水爆炸焊接的复合管,不仅其界面为规则的微、小波状结合,且产生的金属间化合物也更少;对注水工艺下制备的复合管结合界面进行力学性能检测,其力学性也完全满足使用要求。

基于In,Cu单镀液和纳米MoS_2复合镀液电刷镀层的抗粘着磨损性能研究

目的在Cr12MoV模具钢上电刷镀制备出多种具有自润滑性和减磨性能好的涂层,筛选出与奥氏体不锈钢对磨时抗粘着磨损性能优秀的镀层,改善模具的抗粘着磨损性能。方法采用电刷镀方法制备In,Cu单镀液镀层及Ni-W(D)-Mo S2(纳米)和Cu-MoS_2(纳米)复合电刷镀镀层,对4种镀层与1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢进行对磨磨损实验,载荷为100 N,磨损时间为300 min,并分析磨损质量损失,同时采用扫描电镜观察分析各镀层的抗粘着磨损实验结果。结果 4种镀层都不同程度地提高了抗粘着磨损能力,但Cu单镀液镀层和Cu-MoS_2(纳米)复合镀层在磨损实验的前150 min磨损质量损失明显,磨损质量损失率分别达到0.105%和0.136%,而In和Ni-W(D)-Mo S2镀层都很小,分别为0.024 57%和0.031 74%,体现出更良好的抗粘着能力和耐磨性。结论在被加工工件的强度不高时,Cu镀层和Cu-MoS_2(纳米)复合镀层仍然具有一定的抗粘着磨损性能,而在被加工工件为具有较明显加工硬化现象的强度较高的奥氏体不锈钢时,In和Ni-W(D)-Mo S2镀层具有更好的抗粘着磨损性能,其中Ni-W(D)-Mo S2镀层表现出了最优秀的综合耐磨性。

MIM方法制备高硬度不锈钢剪刀的工艺研究

用金属粉末注射成型的方法制备高硬度合金剪刀,其喂料使用440型不锈钢粉末和PEG/PMMA复合粘结剂制成。前人对该问题的研究主要集中在440型不锈钢粉末的PIM成型方法上,而本文结果表明:通过精确控制粉末的烧结条件和热处理工艺,就可以获得硬度高、粉末分布均匀、碳化物球化良好的制品。

电刷镀In及Ni-W(D)复合镀层的成型模具粘着磨损修复

使用扫描电镜观察和分析了滚压不锈钢钢管成型模具的表面磨损特性和形貌,分析了粘着磨损的形成机理,在Cr12MoV模具钢上电刷镀制备了具有良好自润滑性和减磨性能的In和Cu镀层作为工作层,而基层电刷镀了具有高硬度、高耐磨性的Ni-W(D)镀层,形成了In及Ni-W(D)和Cu及Ni-W(D)复合镀层,把这2种复合镀层分别与1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢进行了磨损对比试验分析,同时使用扫描电镜观察和分析了这2种复合镀层的表面磨损特性和形貌。结果表明,Cu及Ni-W(D)复合镀层在磨损试验的前150min磨损失重明显,磨损失重率达到0.105%,但仍具有一定的抗粘着磨损能力。而In及Ni-W(D)复合镀层磨损失重很小,磨损失重率仅为0.024 6%,显示出了在加工强度较高的不锈钢件时具有更为优良的抗粘着磨损性能。最终采用电刷镀In及Ni-W(D)复合镀层修复了模具,使模具的抗粘着磨损能力及综合耐磨性得到了明显提高,模具使用寿命得到了延长,取得了良好的经济效益。

喷涂制备钢基模具工艺及材料

采用电弧喷涂与快速原形技术相结合,成功地制备了钢基拉延模具。在该模具的制备工艺过程中,陶瓷模型的制备为关键环节。在模具喷涂时,采用马氏体不锈钢或高碳钢丝材可以获得符合该模具使用要求的沉积层,其硬度和耐磨性均能够满足使用要求。所制备的模具沉积层中的马氏体相变可以导致体积膨胀,补偿了冷却收缩,提高了模具的尺寸精度。