Cr12MoV模具钢渗氮层服役过程中不同磨损阶段的摩擦学特性

目的 分析经渗氮处理后Cr12MoV模具钢的显微结构,以及不同取样厚度处渗氮层的摩擦学特性,了解渗氮处理对Cr12MoV模具钢耐磨性的影响,为服役过程中不同磨损阶段渗氮层的磨损行为提供理论依据。方法 采用气体渗氮法对Cr12MoV模具钢进行恒温渗氮处理,研究渗氮处理对Cr12MoV模具钢显微结构的影响,以及不同取样厚度处渗氮层的磨损行为,并分析不同取样厚度处渗氮层的磨损机理。结果 经渗氮处理后Cr12MoV模具钢的表面会形成一层厚度约为120 μm的致密渗氮层,材料的表面硬度从3.65 GPa提高至12 GPa,磨痕深度从3.5 μm降至0.35 μm。随着取样厚度的增加,试样的磨损量会逐渐增加,但均远低于未渗氮试样,其中渗氮层的最大磨损量约为120 μm³,为基体材料磨损量的1/10;渗氮影响层的最大磨损量约为330 μm³,为基体材料的1/3,可见采用气体渗氮处理可显著增强Cr12MoV模具钢的耐磨性。此外,在磨损过程中Cr12MoV模具钢的表面磨损较严重,出现了大块撕裂损伤,主导磨损机理为疲劳磨损;经渗氮处理后试样表面的损伤较轻微,主导磨损机制为磨粒磨损。随着取样厚度的增加,试样表面的磨损现象逐渐加剧,磨损机制由磨粒磨损逐渐转变为疲劳磨损。结论 渗氮处理可以在Cr12MoV模具钢的表面生成一层致密的渗氮层,渗氮层的磨损量会随着取样厚度的增加先减少后持续增加,说明在服役过程中渗氮层的耐磨性呈先增强后减弱的趋势。     

Cr12MoV钢的等离子渗氮的优化

Cr12MoV冷作模具钢的表面改性技术研究一直受到关注。本文采用双辉等离子体渗金属设备研究了等离子渗氮的工艺参数对渗氮层质量的影响。通过优化工艺参数实现了对Cr12MoV钢可靠渗氮,炉压500 Pa、渗氮温度500～550℃和保温4 h,渗层表面显微硬度最高达到1100 HV、渗层深度为0.15 mm。本研究拓展了双辉等离子渗金属设备的应用范围。     

Cr12MoV钢等离子S-N-C共渗摩擦磨损特性研究

首先对Cr12MoV钢进行等离子渗氮，然后再采用等离子S—N-C共渗工艺，在其表面形成一层硫的化合物层；在MM200磨损试验机上对其耐磨性和摩擦系数进行测试，同时利用扫描电镜对试样的磨损形貌进行了观察分析。结果表明，等离子S—N-C复合处理能显著提高其耐磨性、降低摩擦系数。     

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。     

TC6合金柱塞表面改性对耐磨性能的影响

采用离子渗氮、双层辉光离子渗Mo、阴极弧离子镀TiN技术在TC6钛合金基体表面制备了强化层。对比研究了TC6合金基体、各强化改性层、Cr12MoV工具钢在航空煤油中分别与GCr15钢及铜合金(ZCuSb3Ni3Zn3Pb20P)配副对磨时的摩擦学性能,探讨了TC6合金渗氮后抛磨处理对摩擦副磨损行为的影响。结果表明,在航空煤油环境中,以GCr15钢为配副时,TC6合金的表面耐磨性能明显不及Cr12MoV钢;对TC6合金进行表面强化改性处理,离子渗Mo、离子渗氮、离子镀TiN可提高TC6合金表面硬度,显著提高表面耐磨性,但仍不及Cr12MoV钢;TC6合金离子渗氮再经抛磨后处理可减小表面粗糙度,具有较低的摩擦因数,能有效地改善摩擦体系的耐磨性能,获得优于Cr12MoV钢的耐磨性能。     

Cr12型钢中碳化物不均匀性的分析

<正> Cr12型模具钢包括Cr12、Cr12MoV、Cr12W等,这类钢是制作各种冷冲模的较好的常用材料。一般模具的失效方式可分为:①磨损;②疲劳破坏;③断裂破坏;④过量的塑性变形等几种。为了提高模具的寿命,防止其过早失效,就要求材料具有:①高硬度和高耐磨性;②高强度和足够的韧性;③良好的热处理工艺性。为使模具达到     

钢铁材料的脉冲直流等离子渗氮研究

脉冲直流等离子渗氮处理已成为金属材料表面强化的重要方法。介绍了1Cr18Ni9Ti不锈钢、38CrMoAl渗氮钢、Cr12MoV模具钢等几种常用材料的脉冲直流等离子渗氮处理的工艺特点和性能变化,并对等离子渗扩处理进行了展望。     

Cr基金属氮化物涂层改善冷冲模性能的研究

采用非平衡磁控溅射法在硬度分别为56HRC和62HRC的Cr12MoV冷作模具钢表面制备Cr/CrN/CrTiAlN涂层,综合分析了涂层的表面性能,并进行了应用试验。实验结果和应用试验表明：Cr/CrN/CrTiAlN涂层能显著提高Cr12MoV钢基体的表面硬度（2550HV25）及承载能力,并与基体较好地结合,从而显著减少了Cr12MoV钢基体的磨粒磨损,耐磨性提高,对于高的基体硬度这一效果更为明显。经Cr/CrN/CrTiAlN涂层的翻边精整冷冲模,较未表面处理模具其使用寿命提高了两个数量级以上。     

气体催化渗氮对12Cr1MoV钢力学性能的影响

对12Cr1MoV钢进行了气体催化渗氮表面改性处理,通过光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪分析了渗氮层组织和物相,利用显微硬度计和摩擦磨损试验机评价了其力学性能。结果表明:采用气体催化渗氮处理后的样件表面形成了13μm厚的ε-Fe_(2-3)N化合物层以及约900μm扩散层;化合物层表面显微压痕无开裂现象,拉伸试验时化合物层无崩落现象,这表明气体催化渗氮改善了化合物层的强韧性;渗氮后12Cr1MoV钢的强度提高,其屈服强度为460 MPa,抗拉强度为550 MPa,伸长率约为10.9%。摩擦磨损试验表明12Cr1MoV催化气体渗氮后具有较好的耐磨性。     

Cr12MoV钢旋压成形轮失效原因探讨

介绍生产中Cr12MoV钢旋压成形轮的几种常见失效形式,分别从宏观和微观上分析失效的原因。分析表明,Cr12MoV钢的热处理工艺、上下模具的旋转速度、成形轮的进给速度、预制坯料和上下模具的尺寸精度等都是影响成形轮失效的主要原因,针对具体的失效原因提出了相应的解决措施。     

模具修复的搅拌摩擦点焊工艺研究

选择搅拌摩擦点焊技术,进行了Cr12MoV失效模具的修复工艺研究,并进行了显微组织、表面硬度、耐磨损性能和热疲劳性能的测试分析。结果表明,搅拌摩擦点焊可成功实现Cr12MoV失效模具的高质量修复;与失效模具相比,搅拌摩擦点焊修复后模具的表面硬度可提高18 HRC、磨损体积减小82.4%、0℃冲击韧度是修复前的13倍;优选的搅拌摩擦点焊工艺参数为:搅拌头旋转速度1250 r/min、焊接时间5 s、轴肩下压量0.3 mm。     

激光淬火对Cr12MoV钢碳化物不均匀度与耐磨性的影响

随着模具制造业的快速发展,降低Cr12MoV钢表面共晶碳化物不均匀度和提高表面耐磨性可以有效降低使用过程中发生的开裂与磨损两种主要失效形式,延长Cr12MoV钢使用寿命。本研究采用激光淬火对Cr12MoV钢进行表面强化,激光输出功率1400W,扫描速度5mm/s,离焦量47mm,表面硬度达到58.9HRC。激光淬火后Cr12MoV钢共晶碳化物不均匀度降低至3级,磨损量降低了92.0%,平均摩擦系数降低了42.8%,磨损率下降了9.2%,耐磨性显著提升。     

指针小孔成形凸模与凹模用钢研究

以成形指针的模具零件为研究对象,对用不同材料Cr12MoV钢和7Cr7Mo2V2Si钢制作的小孔凸、凹模的磨损量和刃磨寿命进行了研究。结果表明:用7Cr7Mo2V2Si钢的模具零件比Cr12MoV钢的正常磨损阶段更长,模具零件的平均刃磨寿命可延长50%,具有明显的优越性。     

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.     

Cr12MoV模具钢应用的主要问题与热处理研究进展

针对Cr12MoV模具钢应用中的失效问题,结合Cr12MoV模具钢的特性,从锻造工艺、热处理工艺、线切割等模具生产中的主要环节,总结了Cr12MoV钢冲模制造工艺的主要问题和国内研究进展状况。分析了各生产环节中工艺参数变化对Cr12MoV钢的开裂、碳化物大小和分布、基体组织与性能的变化和影响因素,概述了各环节中应采取的应对措施。     

Cr12MoV钢等离子S、N、C复合共渗层组织与性能探讨

Cr12MoV钢在等离子渗氮的基础上，再在不同温度和气氛下采用等离子S-N-C复合处理工艺，在其表面形成一层硫的化合物层，通过光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和自制的划痕设备等对表面渗层的组织、性能以及它与基体的结构性能等进行了较详细的分析和探讨，指出了温度、气氛对表面渗层与基体结合强度的影响。     

深冷处理温度对Cr12MoV合金钢表面硬度与耐磨性的影响

淬硬模具钢Cr12MoV因硬度、强度高以及淬透性好等特点在大尺寸模具制造中被广泛应用，但在高循环应力和大冲击载荷的服役工况下，其耐磨性有待进一步提高。热处理可以在不改变材料成分的基础上通过改变内部组织来改善材料的强度、硬度和耐磨性，进而提升其使用性能。本论文研究了深冷处理温度对Cr12MoV合金硬度和摩擦学性能的影响。结果表明，Cr12MoV合金经过深冷处理之后，表面硬度较未深冷处理试样高1～2个HRC，并且-65℃深冷处理之后摩擦系数从0.7下降至0.59,-196℃深冷处理之后摩擦系数进一步下降至0.54，磨损体积降低了五倍，而合金在不同温度下深冷处理之后表面硬度和磨损体积变化不大，从原子力显微镜观察到-196℃深冷处理的样品表面有更细小、弥散的物相析出。结合相关理论阐述了深冷处理的作用机制，为Cr12MoV合金的生产和应用提供理论指导。     

温度对Cr12MOV钢等离子S-N-C复合共渗渗层组织的影响

对冷作模具钢Cr12MoV在等离子渗氮的基础上进行250℃,450℃,520℃的S—C—N复合共渗,在获得具有良好支撑作用的高硬度表面基础上,形成一定厚度的硫化物层。用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪等方法对渗层表面组织及截面形貌进行了分析,结果表明,随着温度的升高,渗硫层变厚,硫化物颗粒变大;520℃等离子复合共渗3h可得到良好组织结构的表面处理层。     

表面渗钒处理对SDC99和Cr12MoV钢摩擦磨损性能的影响

以SDC99和Cr12MoV钢为研究对象,通过对两种钢进行TD法(Thermal diffusion)表面渗钒处理,对比研究了两种钢经摩擦磨损试验后表面微观组织及成分的变化规律。结果表明,采用TD法对SDC99和Cr12MoV钢表面进行渗钒处理均可减少钢表面犁沟的数量、降低犁沟深度;磨损后SDC99钢表面的渗钒覆层并未磨穿,磨屑在环境温度和摩擦生热的共同作用下发生了氧化;较Cr12MoV而言,SDC99钢的耐磨性能更好。     

预备热处理对Cr12MoV钢组织性能的影响

对Cr12MoV失效模具进行组织、性能分析,并对其重新进行热处理,研究预备热处理工艺对模具组织、性能的影响。结果表明:采用调质处理代替球化退火作为Cr12MoV钢的预备热处理,更有利于碳化物形态的改变,对提高模具强韧性有比较明显的效果;调质处理后,材料的冲击韧度、抗弯强度分别达到8.556 J.cm-2和2183.5 MPa,相对于球化退火试样,分别提高了13.7%和66.2%。