干喷工艺对高速钢 M42-弹簧钢D6A 金属带锯条性能的影响

通过二元影像测量仪观察锯条干喷处理后的表面压应力、覆盖率、齿尖状况,不磨合锯切GCr15棒材的齿尖崩刃情况和锯切45^#钢和空转疲劳寿命试验研究表面处理干喷砂工艺参数（压缩空气压力0.1~0.4MPa,运行速度4~1m/min）对M42（/%:1.08C,1.5W,9.4Mo,3.8Cr,1.2V,8.0Co）-D6A（/%:0.48C,1.0Mo,1.1Cr,0.1V,0.6Ni）双金属带锯条性能的影响。结果表明,锯条经合适的参数-压缩空气压力0.3MPa和运行速度3m/min,背部表面覆盖率达到100%,干喷后,齿尖形成稳定的圆角,承受切割和振动的冲击力,以提高锯条齿尖的耐磨性,齿部的平均使用寿命提高66%,背部疲劳试验寿命提高45%~70%。     

M42高速钢/X32弹簧钢电子束焊接温度场的数值模拟与实验研究

选择双椭球热源模型对M42高速钢/X32弹簧钢双金属带锯的电子束焊接的温度场进行Ansys数值模拟,确定焊接的最佳工艺参数,并进行焊接试验,利用扫描电镜观察M42/X32接头的微观组织。结果表明,最佳焊接工艺为焊接电压U=140 k V,焊接电子束电流Ib=20 m A,焊接速度v=2 m/min。在此工艺条件下进行电子束焊接实验,焊缝宽度实验值和计算值的相对误差为-3%~1.5%,二者吻合较好,验证了双椭球热源模型在电子束焊接温度场模拟中的适用性。M42/X32接头的焊缝中心为等轴晶和柱状晶的典型铸态组织;M42熔合区(FZ)组织为马氏体和M2C型碳化物,M42热影响区(HAZ)组织为马氏体、残余奥氏体及碳化物。X32熔合区(FZ)由类马氏体层和马氏体组织组成,X32热影响区(HAZ)组织为马氏体、残余奥氏体以及M23C6。     

淬火方式对M42高速钢组织和性能的影响

采用不同淬火方式(沙冷,雾冷,油冷,水冷)处理M42高速钢,通过SEM、AFM、XRD及维氏硬度仪研究不同冷却速率(1~35℃/s)对该合金微观组织与硬度的影响。结果表明,随淬火冷却速率增大:冷却过程中碳化物析出减少,淬火态残余奥氏体量增加;回火马氏体尺寸从150~200 nm减少到30~60 nm,马氏体晶界上二次碳化物析出量增多且尺寸减小;淬火态合金硬度从835 HV降低至788 HV,回火时二次硬化效果更加明显,回火态合金硬度从945 HV升高至1 002 HV,红硬性硬度从856 HV升高至924 HV。     

冲头用M42高速钢的性能研究

针对精冲领域高端冲头依赖进口的现状,河冶科技在冲头用M42高速钢的基础上,围绕成分、组织、制备工艺等几个方面进行研究,开发出了性能更好、寿命更长的冲头专用钢。从影响冲头使用寿命的材料颗粒度、不均匀度、硬度以及热处理等因素中明确了关键指标,并对其进行了评价及控制。结合热力学软件Thermo-Calc对其进行热力学计算,得到了M42钢转变过程中的主要组成相及其溶解温度,Ac1和Ac3计算结果分别为834℃和852℃。结合金相显微镜、扫描电镜等检测手段,分析了冲头专用钢M42的组织,特别是碳化物的尺寸和分布;研究了退火态和热处理态中第二相的析出规律,并评价了性能。结果表明：经过热加工变形和退火后,冲头用钢M42中碳化物均匀细小,淬火温度在1 160～1 180℃时晶粒度控制在9～10级,530～570℃回火后具备优异的强度和韧性。经过合理的热处理,硬度达到66.5～67.5 HRC,无缺口摆锤冲击试验测得的冲击韧性>15 J,满足冲头领域对材料性能的需求。     

喷砂工艺对Y-TZP力学性能和表面粗糙度的影响

为了评估不同喷砂工艺对氧化锆陶瓷力学性能和表面粗糙度的影响,采用不同的喷砂处理工艺对样品进行喷砂处理。研究表明氧化锆陶瓷经过喷砂处理后表层单斜相含量明显增加。喷砂原料的颗粒尺寸越大,相变越多。喷砂后表面粗糙度增加,在相同的喷砂条件下,经球形Al₂O₃处理的样品表面粗糙度Sa远小于经SiC颗粒处理的。在喷砂原料粒径为100μm、喷砂时间为20 s、压力为0.2 MPa的情况下,四点弯曲强度分别提高了27%(SiC)与21%(Al₂O₃)。因此,具有球形颗粒形貌的Al₂O₃颗粒更适合用作表面喷砂处理。     

SPS烧结M42粉末冶金高速钢的显微组织与性能

采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了M42粉末冶金高速钢,研究了SPS烧结M42粉末冶金高速钢及其热处理后的显微组织与性能。结果表明:与普通粉末冶金高速钢相比,SPS烧结制备的M42粉末冶金高速钢显微组织均匀、晶粒细小、无碳化物偏析。经过在1180℃×5min×550℃×1h的热处理后,硬度比普通粉末冶金高速钢提高1～2HRC。     

连铸工艺对M2高速钢碳化物析出的影响

采用立式连铸机生产135 mm×135 mm M2高速钢,并利用金相显微镜和扫描电镜分析了不同拉速、过热度、电磁搅拌参数对铸坯碳化物的分布、形貌、厚度的影响。结果表明:M2钢连铸坯横截面上平均碳化物面积分数约0. 20,改变连铸工艺对其影响不大;拉速和过热度分别从1. 5 m/min、50℃降低到1. 0 m/min、30℃,碳化物网的厚度降低29. 4%,碳化物均匀性明显提高;结晶器电磁搅拌可以有效降低M2钢连铸坯中心碳化物含量和碳化物网厚度,提高碳化物均匀性。     

热处理工艺对弹簧钢组织和性能的影响

综述了微合金化、调质热处理、感应热处理、形变热处理对弹簧钢组织和性能的影响。感应热处理加热速度快，钢组织细化，无脱碳，高的强韧性、疲劳寿命和抗弹减性，近年来已广泛应用。     

表面缺陷对高强度弹簧钢弯曲疲劳性能的影响

本文叙述了带表面纵向裂纹的６０Ｓｉ２ＣｒＶＡ弹簧钢带的弯曲疲劳试验和结果分析，发现表面纵向裂纹对弯曲疲劳性能影响大，而表面微坑等点状缺陷具有更大的危害性。     

M42高速钢粉末球磨工艺优化及其SPS烧结

利用高能球磨法制备了不同粒度的M42高速钢粉末,并对其进行了放电等离子烧结(SPS)。测试了粉末粒度分布,观察了粉末及其烧结试样的形貌,探讨了高能球磨M42高速钢粉体的球磨行为特征及烧结试样的显微组织与性能。结果表明:在球料比7∶1下,随球磨时间增加,粉末细化速率先快后慢,48h后趋于平缓,且粉末的团聚不断加剧;球磨48h的粉末经在温度970℃、压力70MPa下保持10min SPS烧结的M42粉末高速钢相对密度为98.99%,热处理硬度为67.4HRC;随粉末粒度的减小,其碳化物更加细小、均匀,由于粉末的团聚化,其相对密度不断降低,而粒度对硬度的影响不大。     

包套热挤压M32粉末冶金高速钢的组织性能研究

提出了一种解决粉末冶金高速钢制备工艺繁琐、性价比低等问题的包套热挤压工艺,采用该工艺制备了M32粉末冶金高速钢,研究了不同挤压温度和热处理对M32粉末高速钢的显微组织与性能的影响。结果表明:未热处理时,随挤压温度的升高,试样相对密度及硬度变化趋势一致,均是先升高后降低,在挤压温度为1 240℃时达到峰值,分别为98.04%和45.6HRC;在淬火温度1 180℃以及回火温度560℃热处理后,M32高速钢的晶粒及碳化物颗粒尺寸较小且分布均匀,力学性能最佳,其抗弯强度及硬度分别为3 721.8 MPa和66.7HRC。     

喷砂工艺对铝合金薄壁件表面状态和结合力的影响

为了探明喷砂工艺对铝合金薄壁件表面粗糙度、基体变形以及涂层结合强度的影响,在 2 mm 厚的 6061 铝合金薄壁件表面采用 24 目和 60 目棕刚玉砂喷砂处理。喷砂压力选择 0.3~0.5 MPa,喷砂次数 1~15 次,测试喷 砂前后厚度、质量和表面粗糙度的变化,并分别采用扫描电镜、光学体式显微镜观察喷砂后表面形貌。在不同喷 砂次数的铝合金表面喷涂 YSZ 热障涂层或涂覆丙烯酸聚氨酯涂层,采用拉伸法和划格法测试涂层的粘结强度。 结果表明,1 次喷砂后,铝合金基体的表面粗糙度 (Ra) 由 0.35 μm 提高至 4.747~11.49 μm,厚度也略微增加,质 量变化不明显,24 目喷砂会造成基体表面明显变形。铝合金薄壁件多次喷砂后质量和厚度线性降低,随着砂粒 粒径和喷砂压力的提高,质量和厚度的降低速率提高。铝合金 1 次、5 次和 15 次喷砂后,其表面 YSZ 热喷涂涂 层结合强度分别为 23.53 MPa、24.80 MPa 和 17.28 MPa,有机涂层的附着力均达到 0 级。砂粒过大会造成铝合金 薄壁件变形。影响喷砂表面粗化效果的主要因素是砂粒粒度,喷砂压力的影响较小。多次喷砂对表面粗糙度和涂 层结合强度的影响不显著,但会造成基体厚度的减少和表面状态不均匀。     

热处理对超硬高速钢M42冷拔材组织和塑性的影响

采用中间退火、炉冷退火及相变退火等工艺处理W2Mo9Cr4VCo8(AISI M42)超硬高速钢冷拔钢丝(Φ5.2 mm、Φ4.96 mm),研究分析了不同组织因素对M42材料形变硬化和塑性的影响规律。结果表明,位错密度、铁素体晶粒度及亚微米级碳化物,在不同程度上影响M42高速钢形变硬化和塑性失稳行为。800℃中间退火和860炉冷退火能够显著降低铁素体位错密度,在一定程度上恢复加工硬化能力、改善M42高速钢加工塑性。860℃加热+750℃等温相变退火能够获得低位错密度、细小晶粒内部弥散分布亚微米碳化物颗粒的均匀复相组织,有利于提高材料加工硬化能力,使M42钢延伸率提升至20%。     

喷射成形M42高速钢初生碳化物的细化

喷射成形是一种新型的材料制备技术,可以制备常规工艺无法生产的高合金钢。通过研究喷射成形设备喷制的M42高速钢的组织特点以及采用后续的热处理及热加工等对锭坯组织及碳化物的影响,对比不同热处理温度和不同的热加工工艺对喷射成形M42钢碳化物形态及分布的影响,建立了适当的热处理和热加工制度,从而证明了利用喷射成形生产高合金高速钢的可行性,并且为后续的热加工过程工艺参数的制定提供依据。     

离子氮化对高速钢表面类金刚石膜性能的影响

根据空心阴极原理,研究了离子氮化对高速钢表面渗氮层的厚度、硬度等影响.在此基础上,研究了气体体积配比对渗氮后高速钢表面沉积的类金刚石膜的结合力、sp³键含量和耐磨性能的影响.研究结果表明：离子氮化后,高速钢表面镀膜结合力明显提高,由10.35 N提高至18.56 N;降低气体体积配比中CH₄的含量有利于提高膜层中sp³键的含量,高速钢耐磨性能明显提升,摩擦系数由0.175降至0.1.离子氮化可有效提高高速钢表面沉积的类金刚石膜性能.     

热处理工艺对高速钢轧辊组织和性能的影响

研究了淬火温度、冷却方式、回火温度和回火次数对高速钢轧辊组织和性能的影响.结果表明,油冷条件下,淬火温度低于1050℃,随着温度升高,硬度升高,超过1100℃,硬度反而降低.盐浴冷却(盐冷)和空冷条件下,淬火温度对硬度影响结果相似,但获得最高硬度的淬火温度高于油冷时的淬火温度.回火温度低于350℃,高速钢硬度变化不明显,超过475℃,随回火温度升高,硬度升高,并在525℃达到最高值,继续提高回火温度,硬度降低.二次回火后硬度变化不大,三次回火后,硬度反而降低.空冷高速钢轧辊,淬透性差;油冷高速钢轧辊易出现裂纹;盐冷高速钢轧辊,具有优良的淬透性,不易出现裂纹,辊面硬度高,硬度均匀性好,耐磨性好