碳当量对高压油缸端盖球铁件组织性能的影响

浇注了不同碳当量的高压油缸端盖球铁件,采用金相、拉伸和硬度测试方法,分析了铸件石墨形态、球化率和力学性能。研究结果表明：碳当量在4.03%～4.17%范围时,随着碳当量的升高,石墨的圆整度明显增加;当碳当量达到4.31%时,石墨出现衰退现象。碳当量为4.17%时,高压油缸端盖铸件的抗拉强度和硬度值达到峰值,分别为585 MPa和234 HB。高压油缸端盖铸件的屈服强度随着碳当量的增加呈减小趋势,碳当量从4.03%增加到4.31%时,屈服强度从480 MPa降至358 MPa。

油缸端盖机械加工工艺的优化

油缸端盖是机械类产品重要的零部件,油缸端盖加工质量关乎整个机械性能稳定和运转安全,油缸端盖加工的工艺是确保油缸端盖质量的关键要素。本研究立足于油缸端盖加工的实际工作,对于油缸端盖结构特点和功能进行了讨论,对于传统油缸端盖加工工艺存在的问题进行了分析,探讨了优化油缸端盖加工工艺的措施,希望通过对油缸端盖加工工艺改进来实现油缸端盖和整个机械的质量保障。

38CrMoAl液压柱塞无白亮层低温离子渗氮工艺研究

对38Cr Mo Al液压柱塞进行低温离子渗氮,研究不形成白亮层的工艺条件。采用金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机对处理后的38Cr Mo Al钢显微组织、截面硬度、渗层脆性、耐磨性进行了分析。研究结果表明,相比于510℃常规离子渗氮工艺,38Cr Mo Al钢经450℃低温离子渗氮工艺处理后无白亮层产生,X射线衍射分析表明表层无γ'-Fe4N相生成。同时,38Cr Mo Al钢经450℃低温离子渗氮工艺处理后,不仅截面硬度满足使用要求,而且渗层脆性显著降低,压痕周围均无裂纹产生。耐磨性研究表明,在较大载荷下,450℃低温离子渗氮后耐磨性比510℃常规离子渗氮好。

合金元素对离子碳氮共渗层生长动力学影响

以45钢和42CrMo钢为材料,对比研究了合金元素对离子碳氮共渗化合物层生长动力学的影响。利用光学显微镜、显微硬度计和X射线衍射仪对化合物层的显微组织、厚度、硬度及物相进行了测试和分析。结果表明,相同工艺条件下,42CrMo钢表面形成的化合物层厚度比45钢薄,但有效硬化层较厚,表面硬度高且截面硬度梯度较为平缓;随着保温时间的延长,45钢离子碳氮共渗后化合物层中的主要物相发生了γ'-Fe4(C,N)→ε-Fe2-3(C,N)的转变,而在42CrMo钢表层则无该转变,但出现了CrN、CrC及Mo2(C,N)相;动力学分析表明42CrMo钢形成化合物层的扩散激活能为66.95kJ/mol,接近45钢27.89kJ/mol的2.5倍,同时分析了合金元素对活性C、N原子扩散的影响机理。

空气流量对45钢离子氧氮共渗的影响

首次采用空气、氮气和氢气混合气源对45钢进行离子氧氮共渗,并研究空气流量对渗速和组织性能的影响。采用金相显微镜、X射线衍射、电化学工作站对处理后的45钢进行测试和分析。研究结果表明,在离子氧氮共渗过程中添加适量的空气比传统离子氧氮共渗有显著的优势,其中空气流量为0.2 L/min时获得最佳渗层厚度与耐蚀性。温度550℃、保温4h工艺条件下,渗层厚度达到约60μm,是传统离子渗氮的2倍以上;耐腐蚀性也比传统离子渗氮有进一步提高。0.2 L/min的空气流量得到的铁氧化合物主要是Fe_3O_4,空气流量≥0.4 L/min时,Fe_2O_3相增加,氮氧共渗效果变差。

直流电场对42CrMo钢盐浴渗氮催渗与改性作用

以42CrMo钢为材料,对比研究了传统和直流电场催渗盐浴渗氮技术。利用光学显微镜、显微硬度计和X射线衍射仪对渗层的显微组织、渗层厚度、硬度及物相进行了测试和分析。研究结果表明:直流电场可以显著提高盐浴渗氮速度,降低渗氮温度或缩短渗氮时间;在外加电压7.5 V直流电场条件下,保温时间为80 min时,处理温度530℃获得的化合物层厚度与同样时间常规盐浴渗氮560℃时获得的层深相近,约为6.7μm,处理温度为560℃时化合物层厚度提高到12.1μm。虽然直流电场不改变42CrMo钢盐浴渗氮层的主要物相,均由ε-Fe_3N相、γ'-Fe_4N相和Cr N相构成,但直流电场盐浴渗氮后渗层中硬度较高的γ'-Fe_4N相的相对含量更高。因此,直流电场盐浴渗氮处理后的42CrMo钢的截面显微硬度大幅度的提高,经过575℃×80 min,7.5 V盐浴渗氮后的试样截面显微硬度达到1100 HV0.01,是基体硬度的3倍。同时,施加电场盐浴渗氮使42CrMo钢耐蚀性比常规盐浴渗氮进一步提高。

国产Φ280mm十一辊高钢级精密钢管矫直机组

我国自行开发的精密管材矫直机适用管材规格范围不断扩大(Φ3～Φ220 mm),但被矫管材的屈服强度均小于650 MPa,难以适应新近市场急需的高钢级精密管材高效矫直的要求。针对这一问题,开发了Φ280 mm十一辊高钢级精密钢管矫直机。该矫直机组为离线设备,用于退火之后或者不经退火的冷轧、冷拔钢管的矫直,被矫管材屈服强度达到850 MPa,矫后管材直线度小于0.25 mm/m,矫直盲区控制在400 mm以内。近两年生产实践表明,针对高钢级、大直径精密矫直工艺中的敏感因素,采用辊式多环节矫直的设备方案是可行的。同时对机组传动系统、前台C形套内衬材料、换辊机构及矫直辊喷淋系统存在的问题提出了改进方向。

合金元素对钛材热氧化动力学的影响

选用TA18钛合金和TA2纯钛为试验材料,在箱式电阻炉中进行热氧化处理,研究合金元素对钛材热氧化的影响。利用扫描电镜(SEM)观察热氧化后表面氧化层形貌,XRD衍射仪对表面氧化层进行相组成分析,采用静态增重法研究TA18钛合金和TA2纯钛在不同温度下的热氧化动力学。结果表明,热氧化后,TA18钛合金和TA2纯钛试样表面都形成了氧化层,但TA18抗热氧化性优于TA2。TA18钛合金表面形成的氧化膜由金红石型TiO2和少量Al2O3构成。而TA2纯钛热氧化后表面形成的氧化膜全部为金红石型TiO2。在相同的热氧化温度和时间下,TA18钛合金的热氧化增重比TA2慢,说明合金元素有利于提高钛材的抗热氧化性。

机座零件的铸造工艺及CAE模拟分析

分析了机座零件的结构特点及技术要求,利用双砂芯设计方案解决了复杂结构零件的铸造难题,通过MAGMAsoft软件对铸造工艺、充型、凝固过程进行模拟和分析,发现选择的铸造工艺方案在整个浇注过程金属液面比较平稳,没有紊流发生,内浇口在充型过程中始终处于充满的状态。同时,根据铸件缩孔、缩松等缺陷及热节的位置,提出了进一步优化方案为:上表面增加四个发热冒口或增加一个溢流冒口、底面设置覆砂冷铁以加快冷却速度。