模具钢4Cr2MoWVNi与H11钢耐磨性的对比研究

对4Cr2MoWVNi钢和H11钢进行对比磨损试验,研究了两钢种及渗氮条件对其耐磨性能的影响.结果表明,无论试样渗氮与否,4Cr2MoWVNi钢的热耐磨性能均优于H11钢.采用这两种模具材料用于连杆热锻模,4Cr2MoWVNi钢热锻模寿命均优于H11钢,模具正常失效形式均为热磨损.     

4Cr2MoWVNi钢离子渗氮工艺研究

通过对4Cr2MoWVNi钢进行离子渗氮工艺处理,研究了温度、时间对渗层组织、耐磨性能的影响。结果表明,采用合适的处理温度和时间,可以得到最佳的渗氮层深及表面硬度,在保证一定的渗氮层深条件下,4Cr2MoWVNi钢的热耐磨性能明显提高,使模具使用寿命大幅度提高。     

离子渗氮对H13钢高温摩擦磨损性能的影响

首先对H13钢的等离子渗氮工艺进行优化,然后使用优化后的工艺处理H13模具钢,并对其进行高温摩擦磨损试验,研究了等离子渗氮对摩擦规律的影响,对磨损后的显微形貌进行了观察分析,对其磨损机理进行了探讨。结果显示:离子渗氮可以大幅度改善挤压模具钢的高温耐磨性。     

离子渗氮压力对H13钢摩擦磨损性能的影响

研究了等离子渗氮压力对H13模具钢渗层组织、显微硬度和摩擦学性能的影响,对磨损后的显微形貌进行了分析,对磨损机理进行了探讨.结果表明:选择N2与H2的体积比为2∶ 1,渗氮温度为540 ℃,渗氮压力为1066 Pa的工艺条件,渗氮层厚度值最大,硬度曲线最平缓,摩擦因数低,磨损量最小,具有相对较好的耐摩擦磨损性能.     

低合金40Cr钢在电解等离子体中渗氮对摩擦性能的影响

本文阐述了低合金40Cr钢在电解等离子体中渗氮对摩擦性能影响的研究结果。结果表明电解等离子体渗氮能明显提高40Cr钢样品的耐磨性。发现渗氮后的零件粘着磨损变为磨粒磨损。     

经离子渗氮的SDCM钢热冲压模具的摩擦磨损行为

对适用于制作热冲压模具的SDCM钢进行离子渗氮,检测了渗氮层的表面硬度、硬度梯度、显微组织、厚度;研究了离子渗氮的SDCM钢的高温摩擦磨损行为和磨损机制,并建立了Archard磨损模型;采用有限元方法研究了530℃×8 h离子渗氮的SDCM钢热冲压模具的磨损行为。结果表明：与未渗氮的SDCM钢热冲压模具相比,在200～300℃温度下,经离子渗氮的SDCM钢热冲压模具具有较小的摩擦因数和磨损率,即更佳的耐磨性,模具的最大磨损深度为3.2×10^-5 mm,而不是5.9×10^-5 mm,即模具的使用寿命可提高约2倍。     

钒对Cr12Mo模具钢渗氮层及其摩擦学行为的影响

在Cr12Mo和Cr12MoV模具钢表面进行气体渗氮处理,对比分析了V对Cr12Mo模具钢渗氮层显微结构及其摩擦学行为的影响。结果表明,气体渗氮后两种模具钢的表面均制备出深度约120 μm的渗氮层,由表及里依次为渗氮层、扩散层和基体;V提高了模具钢的耐磨性,Cr12MoV表现出较好的耐磨效果;相比V对模具钢基体和扩散层硬度的提升而言,V对渗氮层最大硬度值附近区域的硬度提升幅度更为明显;V对两种模具钢渗氮层耐磨性的影响并不明显,但V的主要贡献在于促进了渗氮时N的有效渗入,大大提高了渗氮层与扩散层间的界面结合力,避免了渗氮层与扩散层间的开裂,促使磨损机制由疲劳磨损转变为黏着磨损,进一步提高了渗氮层的服役寿命。     

离子渗氮对2Cr13不锈钢磨损及冲蚀行为的影响

对2Crl3不锈钢在530℃进行了5h离子渗氮;采用自行设计的旋转冲蚀磨损装置研究了经离子渗氮的2Crl3不锈钢在液-固两相介质中的冲蚀行为;通过球-盘磨损试验研究了离子渗氮对2Crl3钢耐磨性能的影响;测定了试样表面的显微硬度和冲蚀失重,并用扫描电镜观察分析了冲蚀和磨损后试样表面的形貌。结果表明,离子渗氮可显著提高2Crl3不锈钢的表面硬度和耐磨性,但由于氮化铬在渗氮层中的析出,损耗了铬,从而显著降低钢的耐冲蚀性能。     

Q235钢离子渗铬及渗氮复合处理的耐磨性

利用针状铬丝在Q235钢表面进行1000 ℃×4 h等离子渗铬,对渗铬试样分别进行(480、520、560 ℃)×6 h的离子渗氮处理.对经过渗铬和离子渗氮处理的试样进行磨粒磨损耐磨性试验.结果表明,Q235钢渗铬后表面铬含量为22wt%,渗层厚度为50 μm.渗铬层经渗氮处理形成了含铬氮化物(CrN、Cr2N)及少量含铬碳化物(Cr23C6)组成的表面强化层,表面显微硬度最高达1500 HV0.1.磨粒磨损试验表明,与未处理Q235 试样比较,渗铬并经过480、520、560 ℃离子渗氮处理的试样耐磨性分别提高了1.50、3.05和1.44倍;520 ℃离子渗氮试样较T10钢淬火+低温回火试样及3Cr13离子渗氮试样分别提高了2.20倍和2.73倍.     

LZ50钢离子渗氮层的转动微动磨损行为

利用离子渗氮技术在LZ50钢表面进行渗氮处理.对渗氮层及其基体材料(LZ50钢)在干态不同角位移幅值下进行转动微动磨损试验,并采用扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱仪(EDX)和轮廓仪对磨痕形貌进行了分析.结果表明:渗氮层虽没有改变LZ50钢的转动微动运行区域特性,但显著降低了基体的摩擦系数,并提高了基体的耐磨性.在部分滑移区,渗氮层损伤轻微,仅呈现零星点状压痕;滑移区,渗氮层的损伤主要表现为剥层和磨粒磨损.     

新型热冲压模具钢的组织与性能

采用SEM、TEM、LF457型激光导热仪,DSC404型差示扫描量热仪和UMT-3型高温摩擦磨损试验机对高强钢板热冲压用新型模具钢的组织和热稳定性能、热物理性能及高温耐磨性能进行研究。试验结果表明:该模具钢具有良好的抗回火软化性能、热稳定性、高热导率和高温耐磨性,能更好地适应高强钢板热冲压工况。新型模具钢的碳化物以Mo₂C和VC为主,使得该钢有更好的抗回火软化和热稳定性。新型钢具有高热导率,在室温下是H13钢的1.4倍。其低Si、Mn、Cr和高Mo的合金化特征是其高热导率的原因。该钢较H13钢有更好的高温耐磨性能,尤其是温度高于600 ℃后耐磨性要远远优于H13钢。新型模具钢良好的耐磨性能有益于减少模具修理频次,提高模具寿命。     

热作模具钢激光非光滑处理后的磨损性能

模仿生物体表的非光滑形态,利用激光在H13模具钢表面加工出各种形态和分布间隔的非光滑单元体,研究非光滑单元体形态、分布间隔对模具钢磨损性能的影响,并探讨非光滑表面材料的磨损机理.结果表明,非光滑表面试样的耐磨性随非光滑单元体形态和分布间隔的不同而变化,在所研究范围内,网状形态非光滑试样的耐磨性最佳,条状次之,点状较差;非光滑试样的耐磨性随单元体分布间隔的减小而提高.由于非光滑单元体硬度较高,可阻碍磨损进程,减少磨料对基体材料的犁削,能大大提高材料的耐磨性.     

铬和钼对精铸热锻模具钢高温磨损行为的影响

采用销盘式高温磨损试验机,研究不同Cr、Mo含量的精铸热锻模具钢的高温磨损行为;通过TEM、SEM和XRD分析,研究钢的显微组织和磨损表面的形貌和结构;探讨了成分、组织、性能与高温磨损的关系及高温磨损机理。结果表明,随着Cr、Mo分别从3%和2%增加到5%和4%,热稳定性和硬度分别得到明显降低或略提高,当含4.0%Cr和3.0%Mo时,耐磨性最好。高温磨损抗力对钢的热稳定性和热强性变化不敏感,而对钢的组织或韧性变化极敏感。过高的铬（5%）虽降低热稳定性和热强性,但仍具有较高的高温耐磨性;而过高的钼（4%）虽然热稳定性和热强性提高,由于Mo6C沿晶界或板条界析出,韧性降低,则高温耐磨性明显降低。精铸热锻模具钢高温磨损机理为氧化磨损和氧化物的疲劳剥落,磨面上产生的氧化物主要为Fe3O4和Fe2O3,其对磨损起到保护作用,氧化物的疲劳剥落导致磨损。     

4Cr3Mo2V钢高速热模锻模具的应用研究

试验研究了用于ＡＭＰ５０－ＸＬ高速热模锻机的４Ｃｒ３Ｍｏ２Ｖ钢热作模具。生产试验表明，新开发的４Ｃｒ３Ｍｏ２Ｖ负热锻模的使用寿命明显高于Ｈ１１钢热锻模，也略高于Ｘ３２ＣｒＭｏＣｏＶ３３３钢热锻模的使用寿命。     

模具钢离子O-S-N共渗研究

采用SO2＋N2＋H2为渗剂，对H13、LD1、Cr12MoV、3Cr2W8V模具钢进行离子O－S－N共渗工艺试验，获得了四种材料的最佳工艺参数。并与离子渗氮及常规淬、回火处理的进行了耐磨性、抗胶合性对比试验，最后在模具产品上进行了考核验证。     

显微组织对4Cr5MoSiV1钢室温和高温耐磨性的影响

采用销盘式高温摩擦磨损试验机,对不同显微组织的4Cr5MoSiV1钢在25℃和400℃下进行了干磨损试验,研究了显微组织对其耐磨性的影响,并探讨了磨损机制。研究结果表明,4Cr5MoSiV1钢在室温下主要为粘着磨损,其耐磨性不仅取决于材料的硬度,还与其断裂抗力有关;400℃时的磨损为氧化磨损,但已超越了Quinn型氧化轻微磨损,其耐磨性取决于材料的硬度、韧性以及热稳定性。室温耐磨组织应具有高的硬度和一定的断裂抗力,而高温耐磨组织应具有高的硬度和热稳定性及一定的韧性。     

Abrasive particle wear behaviors of several die steels with non-smooth surfaces

Various non-smooth surfaces on the 3Cr2W8V, H13 and HD die steel that were similar to the animals’ surfaces were processed by laser. The size, microstructure and hardness of the striate non-smooth units processed with various laser parameters were studied. The abrasive particle wear behaviors of three materials with various distributing distance striate non-smooth units were measured at 200 A current intensity and 3.0 ms impulse duration. And the wear behaviors of three materials with various shape 2 mm distributing distance non-smooth units were also measured at the same laser parameters. At the same time the wear mechanism of the die steels with non-smooth surfaces were discussed. The results show that the wear-resistances of several materials with non-smooth surfaces are better than that of the smooth materials. The changing trend of wear-resistance of three materials with non-smooth surfaces remains the same at same laser parameters regardless of their shape or the distributing distance. Namely, the wear-resistance of HD non-smooth specimens is the best, and that of the 3Cr2W8V is secondary, and that of the H13 is the worst. The size and hardness of non-smooth units are the major factors influencing the wear-resistance of non-smooth material. The bigger volume and higher hardness of non-smooth units result in the better wear-resistance of material with non-smooth surface.