5CrNiMo热作模具CO_2气体保护焊修复用药芯焊丝研制

开发了用于5CrNiMo热作模具修复的药芯焊丝,用高速摄影观察NaF含量对焊接电弧稳定性的影响,并对堆焊层金属组织和力学性能进行测试分析。结果表明,当药芯粉中加入质量分数为1.5%的NaF作为稳弧剂时,焊接过程最稳定,产生的焊接飞溅最少且以小颗粒飞溅为主;优化后的焊丝堆焊获得的堆焊层表面无焊接缺陷;堆焊层金属主要为马氏体,硬度高于锻造5CrNiMo热作模具钢;在600℃高温环境下,堆焊层金属强度与室温强度相当,高温稳定性好;堆焊层金属在600℃的磨损率比锻造5CrNiMo热作模具钢低18.75%,可用于模具钢的堆焊修复。     

KX84系列牙轮钻头牙爪大跑道的失效分析

KX84系列牙轮钻头工作一段时间后,因牙爪大跑道失效而报废。通过赫兹应力分析、显微硬度测试、剖面金相观察和断口分析,对牙轮钻头牙爪大跑道的失效形式进行分析,并对裂纹萌生的深度进行预测。结果表明：牙爪大跑道失效形式为接触疲劳。当轴压低于6.895 MPa时,45°切应力τ_zy45°与最大水平切应力τ_0max低于疲劳极限σ_-1,疲劳裂纹不会萌生;当轴压超过6.895 MPa,疲劳裂纹开始萌生;当轴压达到13.79 MPa时,可以利用接触面半宽b对裂纹深度进行预测。KX84-250和KX84-310牙轮钻头的牙爪大跑道裂纹预测深度为0.27、0.34 mm,实际深度为0.28、0.38 mm。为了提高牙轮钻头的钻孔深度,牙轮钻头在安装时注意避免极端情况的出现,同时控制轴压,避免疲劳裂纹的萌生。     

牙爪锻模的合理结构

牙爪是牙轮钻本体的一部分,三块牙爪焊接成一个本体。牙轮钻有各种不同的型式及规格,但其结构形状都大同小异。国內生产这种牙爪的厂家不少,但其锻模设计各不相同,锻模寿命相差非常悬殊,最低的只能生产500件,最高的超过15000件,相差达30倍。据分析,影响牙爪锻模寿命的关键是锻模设计的合理性。现以170牙爪为例,产品零件图如图1所     

《表面技术》2009年第5期摘要

牙轮钻头金属密封环表面喷涂WC-Co涂层耐磨性研究金属密封环的密封稳定性直接影响到牙轮钻头的使用寿命,利用等离子喷涂技术在牙轮钻头金属密封环材料20CrNiMo合金钢表面喷涂WC-Co硬质涂层,     

锻造压力对铸锻复合成形汽车爪极性能的影响

采用6个锻造压力进行了汽车爪极的铸锻复合成形试验,并进行了25℃室温和-40℃低温的力学性能测试与分析。结果表明:随锻造压力从30 MPa增大到130 MPa时,汽车爪极的室温和低温力学性能均先提高后下降。与30 MPa锻造压力相比,在90MPa锻造压力时铸锻复合成形爪极在25℃的抗拉强度、屈服强度和冲击吸收能分别增大52 MPa、61 MPa、38 J,-40℃的抗拉强度、屈服强度和冲击吸收能分别增大64 MPa、72 MPa、42 J。铸锻复合成形汽车爪极的锻造压力优选为90 MPa。     

锻铝控制臂失效分析

某车型采用锻造铝合金控制臂,控制臂在下线路试动检过程中发生断裂。利用直读光谱分析仪、电子万能试验机、金相显微镜等设备和CAE模拟分析软件,对材料的理化性能和零件的成形过程进行分析。结果表明:材料的化学成分和力学性能均满足相关技术要求;零件金相组织无热处理过烧现象,但零件内部存在明显的锻造缺陷;锻造过程中由于弯曲工序定位不准确,产生折叠缺陷,锻造折叠缺陷最终导致本次控制臂断裂失效;通过在锻造弯曲工序中增加定位挡板和调节螺栓的方式,将预弯坯料偏离定位点的间距控制在5 mm以内,可以有效地避免锻造折叠缺陷的产生;在零件质检工序对所有零件进行表面荧光渗透探伤,可以防止问题零件的流出。     

5CrNiMo热作模具钢模块锻造方法的数值模拟

为保证曲轴模块锻件具有良好的机械性能,常采用平砧对钢锭进行镦粗、拔长、再镦粗、再拔长等多工序方式成形。本文以5CrNiMo热作模具钢曲轴模块锻件为对象,利用有限元软件Deform-3D、对其在8t电液锤上采用轴向反复镦拔法、径向十字锻造法和综合锻造法等3种不同的锻造方法进行镦粗、拔长、再镦粗、再拔长的全过程进行了数值模拟,分析了3种不同锻造方法锻造后的温度场、应力场和锻造力分布规律。结果表明,采用径向十字锻造法时,其温度场和应力场分布均匀,锻造力较小,锻造过程不易产生裂纹,且锻造操作方法不复杂,为5CrNiMo曲轴模块锻件最合适锻造方法。     

20MnTiB高强螺栓断裂原因分析

通过化学成分检验、力学性能试验、显微组织检验、断口及螺纹牙表面的宏观与微观分析等方法对20MnTiB高强螺栓的断裂原因进行了分析.结果表明:滚丝成型阶段产生的第1节螺纹牙根部的表面缺陷是造成断裂的主要原因.     

20MnMo管板锻件缺陷分析及锻造工艺改进

针对20MnMo管板锻件锻造工艺复杂,容易产生缺陷的特点,分析研究了造成20MnMo管板锻件缺陷的主要原因.通过改进原锻造工艺来控制夹杂物的外貌和减少夹杂性裂纹,从而提高20MnMo管板锻件的质量.     

34CrNiMo钢齿轮轴开裂原因分析

对34CrNiMo钢齿轮轴的化学成分、金相组织及断口分析表明，其淬火开裂的主要原因是由于锻造温度过高，导致过热缺陷所致。     

固体渗硼提高热锻模寿命的研究

对５ＣｒＮｉＭｏ式样进行了固体渗硼热处理工艺试验、组织观察与力学性能测定,确定了提高５ＣｒＮｉＭｏ钢制热锻模服股寿命的固体渗硼热处理工艺,并用于实际生产。     

电渣熔铸5CrNiMo钢的力学性能研究

研究了用5CrNiMo废旧模具钢电渣熔铸后材料的力学性能。结果表明，由于电渣熔铸时电渣重熔及控制凝固的双重作用，该钢纯净度高，组织细密，无论是热强性，还是相同硬度下的冲击韧度、塑性均达到甚至超过常规5CrNiMo锻钢。采用电渣熔铸制造的热锻模具提高了性能，降低了成本。     

18CrNiMo7-6钢的可控气氛高温渗碳工艺

基于机车用重载齿轮的热处理工艺要求,对18CrNiMo7-6钢进行920~1050 ℃的伪渗碳工艺处理,横向对比研究了试验钢经常规渗碳以及不同温度高温渗碳处理后的组织及力学性能;结合Aichelin计算机辅助模拟设计软件工艺模拟结果,制定高温渗碳工艺流程,对18CrNiMo7-6钢制齿轮进行高温渗碳处理,并与常规渗碳齿轮进行了组织及性能的对比研究。结果表明,与热处理前相比,经不同温度和时间的伪渗碳处理后,18CrNiMo7-6钢的综合力学性能均有所下降,但通过控制渗碳后的冷却过程,可以显著提高其最终热处理后综合力学性能;增加渗碳温度和碳势,可以大幅提高渗碳效率;对18CrNiMo7-6钢制齿轮进行最高温度1050 ℃高温渗碳,渗碳效率提高约65%,经高温渗碳后,齿轮组织、综合力学性能以及单齿弯曲疲劳强度相比于常规渗碳齿轮均未降低。     

高铁车轴用结构钢的热处理和力学性能

研究了高铁车轴用35CrMo3、4CrNiMo6和40CrNiMo钢的淬透性、热处理工艺和力学性能。结果表明,34CrNiMo6钢的淬透性优于其余两种钢;三种钢的抗拉强度、屈服强度和硬度均随回火温度的升高而下降,而断后伸长率、冲击韧度随回火温度的升高而上升。     

30CrNiMo8钢小型环锻件的热处理工艺

一种用于轨道车辆的30CrNiMo8钢小型环锻件,按照常规热处理工艺在锻后经过灰冷或者坑冷,然后调质处理后,各项力学性能均优良,但是显微组织检测晶粒粗大,甚至个别批次晶粒度在0级左右,而且正火预备处理后再调质热处理,仍然不能消除粗大晶粒。经研究发现,因为30CrNiMo8钢具有较强的组织遗传性,锻后粗大晶粒会遗传给后续工序,后续调质等过程难以细化晶粒,因此在热处理工艺流程中增加一道等温退火工艺,消除了锻后粗大晶粒,有效地解决了30CrNiMo8钢小型环锻件调质后晶粒粗大的问题。     

20%NiCr-80%Cr3C2涂层抗热冲击和抗氧化性能研究

目的针对工作温度较低(低于550℃)的热作模具,研究热喷涂20%NiCr-80%Cr3C2涂层在5CrNiMo热作模具钢基体上的抗热冲击和抗氧化性能。方法利用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在5CrNiMo热作模具钢基体上制备20%NiCr-80%Cr3C2涂层。采用维氏显微硬度计和万能力学试验机分别测试涂层表面的显微硬度和结合强度;采用管式炉研究涂层在250~550℃之间的抗循环热冲击及抗氧化性能;采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪分析表征涂层经循环热冲击试验前后样品的形貌、组织结构及物相组成。结果20%NiCr-80%Cr3C2涂层组织均匀致密,具有极高的表面显微硬度(818.9HV)和结合强度(64.0MPa)。200次循环热冲击后,涂层内部产生了微裂纹,但并未相互连通,样品表面依旧保持光洁平整,且粘接相中析出的碳化物颗粒使涂层硬度大幅提高(1029.0HV)。涂层与基体界面形成了Fe和Cr元素的氧化物层,但其厚度增至约1μm后处于稳定阶段,且该氧化层连续致密,与基体和涂层结合良好,并未表现出使涂层剥离的倾向。结论利用HVOF制备的20%NiCr-80%Cr3C2涂层抗循环热冲击性能良好,且能够有效提高5CrNiMo热作模具钢工作表面的硬度和抗氧化性能。     

高铁车轴用34CrNiMo6钢的热处理工艺

对高铁车轴用34CrNiMo6钢的热处理工艺进行了试验研究。结果表明,34CrNiMo6钢试样经850℃油淬、680℃回火后,其抗拉强度为829.7 MPa,屈服强度为730.0 MPa,断后伸长率为23.3%,达到高铁车轴要求的力学性能指标,且常温冲击吸收能量为141.7 J,-20℃冲击吸收能量为128.3 J,-40℃冲击吸收能量为121.3 J。     

DZ1、25CrNiMo和30CrNi3MoV车轴钢的组织与力学性能

采用SEM和HRTEM研究了DZ1、25CrNiMo和30CrNi3MoV车轴钢的组织结构,对比分析了3种车轴钢力学性能和组织结构之间的相互关系。结果表明,25CrNiMo和30CrNi3MoV钢的冲击吸收能量（KU₂）分别由DZ1钢的80 J提高到103 J和110 J。30CrNi3MoV钢回火索氏体组织为细小的碳化物均匀分布在保留了原马氏体板条形态的α-Fe基体上。该组织具有较大的固溶和位错强化,更高的亚界面强化,良好的碳化物第二相强化以及纳米V和Mo合金碳化物（约10 nm）的弥散强化,因此30CrNi3MoV钢抗拉强度（Rm）由DZ1和25CrNiMo钢的600 MPa级显著提高到了1000 MPa级。      

压力机热锻模用5Cr2NiMoV钢的性能

本文测试了5Cr2NiMoV钢的室温和高温力学性能,探讨了热处理工艺对性能的影响,并与5CrNiMo钢的性能做了对比。结果表明,5Cr2NiMoV钢由于存在二次硬化效应,其回火抗力和高温强度高于5CrNiMo钢。还指出5Cr2NiMo钢存在中温脆性,提高回火温度可以降低中温脆性的危害。     

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。