模具钢表面自纳米化盐浴渗钒关键技术研究
发布时间：2023-04-09 14:49
模具一般工作在重载、高冲击条件下,易发生磨损和开裂。提高模具寿命非常必要,对模具钢表面做强化处理是提高其硬度和耐磨性的有效途径之一。高温盐浴是传统的模具钢表面强化方法,其存在处理温度高,能耗大,处理时间长,现场实施环境恶劣等问题。由于表面纳米化技术可降低化学热处理温度,本文提出了将纳米化技术与盐浴渗钒技术相结合的工艺方法,能够降低盐浴处理温度,提高覆层生长速度,对节能减排,改善环境具有重要意义。本文对比分析了目前多种材料表面纳米化技术,其中以表面机械研磨自纳米化技术的应用最为广泛。针对现有的机械研磨自纳米化设备存在参振质量大,结构复杂,易产生共振等问题,在研究其机械研磨自纳米化原理的基础上,提出了基于液压振动的表面机械研磨自纳米化方法。采用金相仪、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度仪和摩擦磨损机等测试方法,对45#钢及Cr12MoV钢表面自纳米化机理和盐浴渗钒层显微组织结构和成分、截面硬度梯度、纳米层及覆层的力学性能等进行了系统的研究。主要研究内容与结论如下:(1)根据表面机械研磨自纳米化的原理,分析现有设备对自纳米化的影响因素,确定关键的控制参数。...
【文章页数】：110 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究的目的与意义
1.2 金属材料表面自纳米化研究现状
1.2.1 金属材料表面纳米化方法
1.2.2 金属表面机械处理自纳米化机理
1.2.3 金属表面机械处理自纳米化设备的现状
1.2.4 模具钢表面机械处理自纳米化性能
1.3 模具钢盐浴渗钒概况
1.3.1 金属盐浴渗钒的原理
1.3.2 盐浴渗钒工艺
1.4 存在问题及研究目的
1.5 课题来源
1.6 论文的研究内容
2 机械研磨表面自纳米化设备研制
2.1 金属表面机械研磨自纳米化设备方案
2.2 基于有压瞬变流的液压振动机理
2.2.1 有压瞬变流波动的特征及波速
2.2.2 有压瞬变流波动的传播过程
2.2.3 有压瞬变流的液压振动机理
2.3 基于有压瞬变流的新型液压振动装置设计
2.4 基于有压瞬变流的液压振动系统设计方法
2.4.1 液压振动系统主要参数设计
2.4.2 液压振动系统的频率设计
2.4.3 液压振动发生器参数设计
2.4.4 泵站参数设计
2.5机械研磨表面自纳米化设备的动态仿真分析与实验
2.5.1 机械研磨表面自纳米化设备的仿真模型建立
2.5.2 系统频率对振动主参数的影响
2.5.3 系统流量对振动主参数的影响
2.5.4 压力、流量与位移之间的关系
2.6 机械研磨表面自纳米化设备的实验分析
2.6.1 实验内容与设备
2.6.2 实验结果及分析
2.7 本章小结
3 模具钢表面自纳米化工艺研究
3.1 模具钢表面自纳米化样品制备
3.2 模具钢表面自纳米化后组织结构分析
3.2.1 模具钢表面自纳米化后的金相组织
3.2.2 模具钢表面纳米化后的扫描电镜观察
3.2.3 模具钢表面纳米化后的XRD分析及晶粒尺寸计算
3.3 模具钢表面自纳米化后力学性能研究
3.3.1 模具钢表面自纳米化后的显微硬度
3.3.2 模具钢表面纳米化后摩擦磨损性能研究
3.4 本章小结
4 模具钢自纳米化后的盐浴渗钒技术研究
4.1 模具钢盐浴配方
4.1.1 供钒剂的选择
4.1.2 还原剂的选择
4.1.3 活化剂的选择
4.1.4 基盐的选择
4.2 模具钢盐浴渗钒工艺路线及实验结果分析
4.2.1 模具钢盐浴渗钒工艺路线
4.2.2 实验结果分析
4.3 模具钢机械研磨处理对盐浴渗钒的影响分析
4.3.1 温度对覆层厚度的影响
4.3.2 保温时间对覆层厚度的影响
4.3.3 机械研磨参数对覆层厚度的影响
4.4 渗钒层的层貌
4.5 渗钒层的元素组成及分析
4.5.1 渗钒层截面面扫描分析
4.5.2 渗钒层能谱分析
4.6 模具钢自纳米化盐浴渗钒层显微硬度分析
4.7 本章小结
5 总结与展望
5.1 研究工作总结
5.2 创新点
5.3 展望
参考文献
攻读博士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
本文编号：3787207
【文章页数】：110 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究的目的与意义
1.2 金属材料表面自纳米化研究现状
1.2.1 金属材料表面纳米化方法
1.2.2 金属表面机械处理自纳米化机理
1.2.3 金属表面机械处理自纳米化设备的现状
1.2.4 模具钢表面机械处理自纳米化性能
1.3 模具钢盐浴渗钒概况
1.3.1 金属盐浴渗钒的原理
1.3.2 盐浴渗钒工艺
1.4 存在问题及研究目的
1.5 课题来源
1.6 论文的研究内容
2 机械研磨表面自纳米化设备研制
2.1 金属表面机械研磨自纳米化设备方案
2.2 基于有压瞬变流的液压振动机理
2.2.1 有压瞬变流波动的特征及波速
2.2.2 有压瞬变流波动的传播过程
2.2.3 有压瞬变流的液压振动机理
2.3 基于有压瞬变流的新型液压振动装置设计
2.4 基于有压瞬变流的液压振动系统设计方法
2.4.1 液压振动系统主要参数设计
2.4.2 液压振动系统的频率设计
2.4.3 液压振动发生器参数设计
2.4.4 泵站参数设计
2.5机械研磨表面自纳米化设备的动态仿真分析与实验
2.5.1 机械研磨表面自纳米化设备的仿真模型建立
2.5.2 系统频率对振动主参数的影响
2.5.3 系统流量对振动主参数的影响
2.5.4 压力、流量与位移之间的关系
2.6 机械研磨表面自纳米化设备的实验分析
2.6.1 实验内容与设备
2.6.2 实验结果及分析
2.7 本章小结
3 模具钢表面自纳米化工艺研究
3.1 模具钢表面自纳米化样品制备
3.2 模具钢表面自纳米化后组织结构分析
3.2.1 模具钢表面自纳米化后的金相组织
3.2.2 模具钢表面纳米化后的扫描电镜观察
3.2.3 模具钢表面纳米化后的XRD分析及晶粒尺寸计算
3.3 模具钢表面自纳米化后力学性能研究
3.3.1 模具钢表面自纳米化后的显微硬度
3.3.2 模具钢表面纳米化后摩擦磨损性能研究
3.4 本章小结
4 模具钢自纳米化后的盐浴渗钒技术研究
4.1 模具钢盐浴配方
4.1.1 供钒剂的选择
4.1.2 还原剂的选择
4.1.3 活化剂的选择
4.1.4 基盐的选择
4.2 模具钢盐浴渗钒工艺路线及实验结果分析
4.2.1 模具钢盐浴渗钒工艺路线
4.2.2 实验结果分析
4.3 模具钢机械研磨处理对盐浴渗钒的影响分析
4.3.1 温度对覆层厚度的影响
4.3.2 保温时间对覆层厚度的影响
4.3.3 机械研磨参数对覆层厚度的影响
4.4 渗钒层的层貌
4.5 渗钒层的元素组成及分析
4.5.1 渗钒层截面面扫描分析
4.5.2 渗钒层能谱分析
4.6 模具钢自纳米化盐浴渗钒层显微硬度分析
4.7 本章小结
5 总结与展望
5.1 研究工作总结
5.2 创新点
5.3 展望
参考文献
攻读博士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
本文编号：3787207
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