热冲压模具钢组织和性能研究

采用金相显微镜、X线衍射(XRD)对不同热处理工艺的热冲压模具钢组织进行观察和分析,比较冲击韧性、硬度以及摩擦磨损性等性能,得到热冲压模具钢最优热处理工艺.研究表明:经过不同温度的热处理后,热冲压模具钢组织为回火马氏体和少量碳化物等,经过1 050℃淬火,560、585和560℃回火后模具钢的晶粒较细,提高了钢的整体强韧性,使其冲击韧性的平均值达到11.97 J/cm2,高于另外两种热处理工艺;经过1 030℃淬火,560、600和560℃回火后模具钢的平均维氏硬度(HV)为537.23;经过1 020℃淬火,560、600和560℃回火后模具钢的摩擦因数最小,耐磨性最好.DEFORM-3D软件模拟十字件拉深过程中,上模底端的圆角处以及底端圆角与侧棱交汇处的弧形曲面更容易发生磨损,下模上表面以及上端圆角与侧棱交汇处的弧形曲面更容易发生磨损.     

表面处理对模具钢耐蚀性能的影响

将经过氧化、软氮化及喷砂等不同表面处理的热作模具钢(H13和EX1)试样浸入铝合金液进行熔损试验。用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析仪(EDS)对试样表面结合界面进行显微组织观察和腐蚀产物成分分析。结合差式扫描量热(DSC)分析技术,监测反应过程中的热量变化,研究这三种常用表面处理工艺对压铸模具钢耐热铝侵蚀性能的影响。结果表明：氧化处理所形成的氧化层可以有效提高模具钢的耐热铝侵蚀性能,软氮化所形成的渗氮层则减弱了模具钢的耐热铝侵蚀性能,喷砂处理后表层的形变强化层及残余压应力基本不影响模具钢的耐热铝侵蚀性能。     

热处理工艺对DIEVAR热作模具钢组织与性能的影响

通过对DIEVAR热作模具钢分别在1020、1030和1050℃进行淬火,然后回火热处理,并利用热力学计算软件Thermo-Calc对其进行热力学计算,研究了热处理工艺对DIEVAR钢组织性能的影响。研究表明:在1020℃淬火处理下,碳化物主要为MC、M_(23)C_6和M_2C,模具钢硬度最低;在1030℃淬火处理下,碳化物主要为MC、M_(23)C_6和M2_C,模具钢硬度最高,为537. 23 HV0. 2,耐磨性最好,冲击性能较低;在1050℃淬火处理下,碳化物主要为MC、M_(23)C_6和M_6C,冲击性能最高,为11. 97 J,综合性能较好。     

激光热处理对EX1压铸模具钢组织和性能的影响

为了提高模具钢EX1性能,课题组采用5 k W光纤激光加工制造系统激光器,对EX1钢表面进行激光强化处理。采用扫描电子显微镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机等研究了激光强化工艺参数(激光功率P,扫描速度v)对EX1钢激光淬火层的组织、硬度及摩擦磨损的影响。研究结果表明:激光强化处理后硬化层的显微组织明显细化,淬火区硬度明显高于基体。该研究提高了EX1钢表面的光滑度,降低了摩擦因数。