表面软氮化处理对SKD61热作模具钢热熔损性及热疲劳性能的影响

对日本常用的热作模具钢SKD61(相当于H13钢)进行气体软氮化处理,研究氮化处理对热作模具钢微观组织、热熔损性能及热疲劳性能的影响。试验选用传统型A及低Si高Mo含量的改良型B热作模具钢为研究材料,进行热处理研究。结果表明:两种热作模具钢经气淬及回火处理后,组织均为回火马氏体。氮化处理试片表面主要为Fe_3N与Fe_4N相,且在525℃回火处理后有二次硬化现象。改良型钢种比传统型更能抗铝熔损,且经580℃软氮化处理80 min后,能有效降低熔损率。B钢的抗疲劳性优于A钢,但软氮化处理并不能有效提升耐热疲劳性。     

软氮化工艺对压铸模具钢性能影响的研究

表面处理对压铸模具钢的性能影响较大,介绍了软氮化表面处理工艺,将处理时间固定在120min,通过不同的温度对压铸热作模具钢(HHD钢)进行处理,探讨其表面形貌特性和冲击韧性,发现不同的处理温度对软氮化工艺的影响规律。     

大型一体化压铸模具制造工艺

文章先对大型一体化压铸模具的制造与模拟优化过程进行分析,然后对等高热处理针对压铸模具性能影响进行分析。通过试验表示,真空等温热处理工艺能够使大型压铸模具变形、开裂等问题得到解决。     

DF-2模具钢

正一胜百ASSAB DF2钢材为锰-铬-钨的常用油淬工具合金钢,是高质量的冷作工具钢。加工性好;热处理尺寸稳定;优良的机械加工性;淬硬时,优良的尺寸稳定性;淬硬和回火后,表面有很高的硬度与机体韧性的良好配合;淬透性极好;耐热熔损性良好;切削性较SKD61稍有降低;抗热裂性能好。可广泛用于五金冷冲压、手蚀压花模、金属压铸、挤压模用钢,尤其用于大型模具时韧性良好,耐热疲劳开裂性极好,适合大型压铸模具用料、铝镁压铸模具大型压铸模具;用于小压印模、量规、量具;车床顶     

镁合金压铸模具的热处理工艺研究

研究了不同淬火冷却方式、不同表面强化处理工艺对镁合金压铸模具的表面硬度、耐磨损性、耐高温腐蚀性和渗层深度的影响.结果表明,淬火分级冷却比普通油冷、离子氮化后再固体渗钒-稀土钇的复合强化热处理比普通离子氮化处理,均明显提高了模具的耐磨性和耐高温腐蚀性,在镁合金压铸模具热处理中具有较强的实用性.     

表面处理对热作模具钢使用性能的影响

介绍了90年代日本热处理技术协会热作模具钢表面改性研究委员会的研究工作。日立金属、大同特殊钢、高周波等公司的技术人员对比研究了不同的渗氮、软氮化、硫氮共渗、PVD、EDM、喷丸及复合表面处理后的SKD61模具钢的溶损、磨损和热疲劳性能。不同表面处理普遍提高了模具钢抵抗溶损和磨损的性能。PVD、氧化处理和硫氮共渗对溶损的改善非常有效。常温磨损试验表明,表面处理有时降低了耐磨性。由于影响模具钢热疲劳性能的因素众多,表面处理对热疲劳影响非常复杂,不同试验条件实际反映了不同的工况,表面热处理改变了裂纹的萌生和发展特点。     

首届中国国际压铸会议“论文综述”(二)

3　压铸模具压铸模设计制造水平 ,模具钢的性能和质量强烈影响压铸件的质量和模具寿命 ,所以压铸模具历来都受到压铸界的重视。有关压铸模具方面的论文 9篇 ,涉及模具材料 ,模具设计 ,模具热处理工艺 ,模具保护和计算机辅助设计五大方面。3.1　模具材料影响模具寿命的因素很多 ,如模具钢的质量 ,模具的设计 ,模具热处理 ,表面条件 ,力学及热冲击和合金成分等 ,但制造压铸模具钢的质量是最主要的影响因素 ,因此各国都在开发和研究新一代模具钢。法国的Ｍ .Ｓｉａｕｔ在《新开发的应用于压铸业的钢种Ａ .Ｄ .Ｃ3》中介绍了Ａ .Ｄ .Ｃ3的成分及力学性能 ,热处理工艺。这种热模钢除具有抗剥蚀性能外 ,还具有抗氧化、耐腐蚀、高导热性 ,与常用热模钢Ｈ13和Ｈ11相比 ,抗热失效性和高温韧性得到提高。作者指出无论选择何种实验条件 ,Ａ .Ｄ .Ｃ3合金系列总是具有最高的韧性 ,这归功于①熔炼时尽量降低残余元素 (Ｐ ,Ｓｎ ,Ａｓ,Ｓｂ… )含量 ,限制了Ｓｉ量 ;②热处理碳化物球粒化且分布均匀。奥地利的Ｒ .Ｂｒｅｉｔｌｅｒ题为《压铸模用先进耐热工具钢》一文 ,讨论了影响型腔热模钢寿命的主要参数 (包括材料的选择 ,模...     

铝合金压铸用新型热作模具钢的制备及性能研究

随着压铸成形精度要求的不断提高,以Mo、V以及Cr为主要添加元素,制备了铝合金压铸用热作模具钢。试验研究了模具钢样品的力学性能、耐铝热熔损性能、摩擦磨损性能以及微观组织结构,结果表明:1 020℃淬火40 min+500℃回火2 h的A3模具钢样品具有最佳的性能,此时模具钢抗拉强度为1 712.5 MPa,冲击功为7.9 J,硬度值为HRC52.83。合金元素的添加有助于模具钢耐热熔损性能和耐摩擦性能的提高,模具钢组织主要以板条状的马氏体为主,能为压铸模具用钢提供一定参考。     

蒸汽氧化处理对H13钢铝合金压铸模具熔损及疲劳性能的影响

将经过蒸汽氧化处理和未处理的H13钢试样进行热疲劳、熔损和熔损-疲劳3种试验,以考核氧化处理对H13钢在铝合金压铸服役过程中的影响。结果表明,经蒸汽氧化表面处理的H13钢耐热疲劳性能不仅没有下降,而且还具有良好的抗熔融铝合金的熔损性能 .     

热处理对65Mn钢表面渗硼层组织和性能的影响

研究淬火-中温回火和等温淬火两种热处理工艺对65Mn钢表面渗硼层组织和性能的影响。结果表明:经该工艺热处理后,65Mn钢表面渗硼试样呈现出典型的表硬芯韧组织特征,其表面为高硬抗磨的硼化物,芯部为强韧的回火屈氏体或下贝氏体;同时,渗硼层物相由以FeB相为主转变为以Fe2B相为主,虽硬度、耐磨性有所下降但其脆性降低了1～2个等级;此外,等温淬火处理在降低热处理应力、保持表面硬度及耐磨性和改善芯部强韧性等方面均好于淬火-中温回火处理。     

The Relationship Between Oxidation and Thermal Fatigue of Martensitic Hot-Work Die Steels

Thermal fatigue behaviors of two forged hot-work die steels subjected to cyclic heating(650 °C)–water quenching were investigated. A martensitic hot-work die steel containing 10% Cr(HHD), showing superior oxidation resistance and thermal fatigue resistance to the commercial martensitic hot-work die steel(Uddeholm DIEVARò), was developed. The maximal crack length in HHD was 35% shorter than that in DIEVAR after 2000 thermal cycles, and the hot yield strength at 650 °C of HHD was 14% lower than that of DIEVAR prior to thermal fatigue testing, which is 30% higher after 1500 cycles. It is found that cracks initiated and propagated along the oxide layers in the grain boundaries, suggesting that the oxidation-induced thermal fatigue cracks can significantly reduce the mechanical performance and service life for the hotwork die steel. High-temperature oxidation behavior is crucial for thermal fatigue crack formation, while high-temperature yield strength and ductility play a less important role.     

轴承用8Cr4Mo4V钢真空气淬及等温盐浴淬火后的性能对比分析

通过显微组织观察及性能测定,对轴承用8Cr4Mo4V钢真空气淬及等温盐浴淬火处理后的性能进行了对比分析。结果表明,8Cr4Mo4V钢真空气淬后得到马氏体组织,等温盐浴淬火后得到马氏体+贝氏体混合组织。真空气淬后钢的晶界有碳化物析出,腐蚀后晶界特征明显,而等温盐浴淬火后晶界碳化物析出量少,钢的晶界特征不明显。再经回火处理后,钢中析出大量碳化物,与真空气淬相比,等温盐浴淬火钢中析出的碳化物在尺寸和数量上都更大。钢的硬度和耐磨性测试表明,等温盐浴淬火钢的硬度为61.78 HRC,而真空气淬钢的硬度为60.28 HRC,硬度提高了1.5 HRC,等温盐浴淬火钢的摩擦磨损性能比真空气淬钢高。与真空气淬相比,等温盐浴淬火处理后钢的力学性能提升,室温拉伸强度提高了164 MPa,高温拉伸强度提高了50 MPa,冲击吸收能量提高了46.9%,旋转弯曲疲劳强度极限由860 MPa提高至1050 MPa,提高了22%。     

4Cr5MoSiV1钢铝合金压铸模高纯氮回充真空气淬及高温回火

论述了4CrSMoSiV1钢制铝合金压铸模零件的服役条件，真空气淬、真空回火工艺，以及分别在淬火前、使用过程中和补焊后进行的真空消除应力处理工艺。     

大型5CrNiMo钢锤锻模具工艺改进

分析了大型锤锻5CrNiMo钢模具失效的原因.可知,在较大应力作用下,模具钢中的粗大疏松组织和非金属夹杂物等内部缺陷部位容易产生裂纹并扩展.对大型锤锻模具工艺进行改进,在原等温退火工艺之前,进行正火细化模具毛坯晶粒并且消除其网状、链状碳化物,再优化调质工艺可以减少热处理应力和避免模具发生裂纹.     

H13钢的热处理工艺研究

H13钢(4Cr5MoVlSi)是新型的热作模具钢,可以广泛用于要求高韧性和冷热疲劳抗力,工作温度≤700℃的热作模具或轴类件。本文论述了不同锻后退火工艺、淬火工艺、回火工艺对该钢组织和性能的影响,提出了最佳热处理工艺参数。实践证明,能提高H13钢的使用寿命和性能,具有明显的经济效益。     

等温淬火处理对感应重熔镍基合金涂层摩擦学性能的影响

目的改善镍基合金涂层的摩擦学性能。方法分别采用感应重熔工艺及感应重熔-等温淬火一体化工艺,在GCr15钢基体表面制备了两种镍基合金涂层,并通过销盘摩擦磨损试验、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度测试对其摩擦磨损性能、微观组织、表面硬度进行了对比研究,探讨了等温淬火处理对感应重熔镍基合金涂层摩擦学性能、微观组织、表面硬度的影响,揭示了其增强机理。结果经等温淬火后的重熔涂层比感应重熔涂层具有更低的摩擦系数和磨损失重,摩擦稳定阶段的摩擦系数为0.301,比后者低23.8%,相对耐磨性是后者的1.71倍。感应重熔涂层同时存在着磨粒磨损和粘着磨损两种机制,而经等温淬火后的重熔涂层以磨粒磨损为主,比前者具有更优异的抵抗磨粒磨损和粘着磨损的能力。感应重熔涂层及经等温淬火处理后的重熔涂层平均显微硬度分别为818.0、873.6HV(0.5),硬度极差分别为170.9、132.6HV(0.5),形状参数分别为18.5057、22.6189,后者比前者具有更高的平均硬度值、更小的硬度极差以及更加稳定的涂层性能。经过微观组织分析发现,重熔涂层在经等温淬火处理后,其晶粒的细化、硬质相的相对均质弥散性、共晶相的减少、丰富的耐磨陶瓷相和快速凝固的定向晶粒结构的协同作用,是其具有优异的显微硬度Weibull分布特性,以及耐磨性得到进一步提高的根本原因。结论合适的等温淬火热处理工艺能够改善感应重熔镍基合金涂层的微观组织,从而有效减小其摩擦系数,并提高其耐磨性。     

Modeling of high temperature- and diffusion-controlled die soldering in aluminum high pressure die casting

Soldering of cast alloys to the dies has been a continuing source of die surface damage in the aluminum die-casting industry. To reduce the repair and maintenance costs, an approach to modeling the damage and predicting the die lifetime is required. The aim of the present study is the estimation of the die lifetime based on a quantitative analysis of die soldering in the framework of the numerical simulations of the die-casting process.Full 3D simulations of the process, including the filling, solidification, and the die cooling, are carried out using the casting simulation software MAGMAsoft. The resulting transient temperature fields on the die surface and in the casting are then post-processed to estimate the die soldering.The present work deals only with the metallurgical/chemical kind of soldering which occurs at high temperatures and involves formation and growth of intermetallic layers. The die-soldering model combines two approaches available in literature, describing the two aspects of die soldering: the growth of the intermetallic layer, and the thermal and metallurgical conditions in the layer that lead to the die soldering. The theoretical model is then extended with the treatment of the intermetallic layer growth controlled by the idealized effective diffusivity and with the treatment of solder strength dependent on the temperature and liquid fraction within the layer. The solder strength locally on the die surface is calculated as a function of the number of die-casting cycles. This also provides the estimation of the die lifetime defined as the number of cycles until the critical solder strength level is reached.Proper validation of the model is required, and the model parameters (the critical solder strength value, among others) need to be calibrated by measurements and data from the die-casting industry.As an example, the model is applied to several cases of high pressure die casting (HPDC) where A380 alloy parts are cast in the H13 steel die. The predicted locations of the higher strength of soldering appear in the “hot spot” areas of the die surface in agreement with the reports in literature. The influence of several casting process parameters such as cooling/spraying efficiency and other parameters that control the thermal history of the die and the casting is in agreement with the expected behavior.     

制动鼓锤锻模热处理

制动鼓锤锻模采用H13钢制造,通过反复镦拔消除其内在组织缺陷,经等温球化退火细化晶粒,淬火、回火后获得优良的热强性、热稳定性、冷热疲劳性及良好的综合力学性能,使用寿命较5CrNiMo钢制造的模具提高两倍以上。     

H13钢激光填丝仿生耦合热疲劳性能分析

热疲劳龟裂是铝合金压铸模具的主要失效模式. 针对这一现象,利用激光表面熔凝技术及激光表面填丝技术耦合仿生强化模型对压铸模具表面进行强化,分析不同处理方式下热疲劳裂纹扩展形态,探索提高压铸模具寿命的方法. 试验利用Nd:YAG激光器对试样进行加工,每隔500次热疲劳循环后,观察不同试样裂纹扩展情况,5 000次循环后得出裂纹扩展形貌. 结果表明,经过激光表面填丝技术处理所得的仿生单元体硬度相对于激光表面熔凝处理所得单元体略有提高,经激光表面填丝技术处理的试样具有更高的抗热疲劳性能.     

压铸模具钢大模块真空高压气淬冷却过程的数值模拟

以尺寸为500 mm×500 mm×500 mm的SDDVA模具钢大模块为研究对象,采用DEFORM建立模块真空气淬冷却过程的数值模型,结合试验研究了大模块在真空气淬炉中不同淬火压力条件下的冷却行为、组织演变及应力演变规律,并从理论角度预测了模块可生产的最大规格。结果表明,大模块心部在0.4、0.6和0.9 MPa压力条件下气淬,均观察到先共析碳化物沿晶析出。为了避免碳化物沿晶析出,从800℃冷却到500℃的冷速应不小于0.25℃/s。0.4 MPa压力条件下气淬过程中,模块最大心表温差最小,约为120℃;大模块心部在0.9 MPa压力条件下淬火所得马氏体含量高于0.4、0.6 MPa压力下淬火,同时,贝氏体含量也更少;模块表面和心部主要表现为热应力和组织应力。SDDVA钢模块在0.4、0.6和0.9 MPa压力条件下真空高压气淬可生产的理论最大厚度分别为280、320和380 mm。