曲轴模具堆焊金属QPQ处理组织与性能研究

发布时间：2020-07-20 19:05

【摘要】：曲轴锻造模具型腔复杂,工作环境恶劣,导致模具寿命较低。对某锻造厂的曲轴模具进行失效分析发现,模具的失效主要发生在表面,失效形式为热磨损+热裂纹。本文针对曲轴模具的工况条件和失效形式,提出采用堆焊修复+QPQ处理相结合的工艺来提高模具的寿命,降低企业生产成本。文中使用六种铁基堆焊金属RMD248、RMD650、RMD655、RMD750、RMD752和RMD126,分别研究了QPQ处理工艺对堆焊金属渗层综合性能的影响,并在实际生产中获得应用。本文首先通过对堆焊金属RMD650QPQ渗层的金相和SEM组织分析,显微硬度测试和摩擦磨损试验,研究不同QPQ处理工艺对RMD650渗层组织和性能的影响。得到堆焊金属RMD650的最佳QPQ处理氮化工艺为560℃×240min。在此工艺条件下,QPQ渗层的磨损失效主要以剥层磨损为主,同时存在磨粒磨损和氧化磨损。对使用RMD650修复的曲轴模具进行实际生产验证,生产结果表明,使用最佳QPQ工艺处理的堆焊修复曲轴模具的锻打寿命相比于堆焊修复模具提高50%以上。随后研究QPQ处理工艺对堆焊金属RMD752组织和性能的影响,得到RMD752的最佳QPQ处理氮化工艺为560℃×240min。在此工艺条件下,QPQ渗层的磨损失效主要以磨粒磨损为主,同时伴有部分粘着磨损和氧化磨损。文中同时得到了堆焊金属RMD126的最佳QPQ处理氮化工艺为580℃×240min。最后以RMD650QPQ渗层为参照对象,对比分析堆焊金属RMD248、RMD655、RMD750、RMD752和RMD126QPQ渗层的显微硬度和摩擦磨损性能,研究六种堆焊金属QPQ渗层的使用性能。得到六种堆焊金属QPQ渗层的综合性能由高到低依次为:RMD752渗层RMD655渗层RMD750渗层RMD650渗层RMD248渗层RMD126渗层。综合分析可知,堆焊金属RMD752、RMD655、RMD750经过QPQ处理后可在锻造模具上使用,RMD248需要探索更好的QPQ处理工艺并在实际应用中论证其使用性能,堆焊金属RMD126可用于锻造模具非强磨损部位的修复,其QPQ渗层性能需要在实际生产中进行论证。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG455
【图文】：

图 2.1 Miller Dimension 812 型多功能焊机表 2.4 堆焊工艺参数电 流(A)电 压(V)速 度(cm·min-1)伸 长(mm)极 性% 370~440 33~36 35~40 18~20 直流反制备 钢板按照 200mm×100mm×20mm 的尺寸切割，再选用 RM50、RMD752 和 RMD126 焊丝，按照表 2.4 的堆焊工艺参数时，从左到右逐层焊接，堆焊第一层完成后，停留 1 分钟，使上一层焊缝的热影响区力学性能降低，同时要去除焊6 层，堆焊金属的尺寸为 100mm×80mm×20mm。堆焊试样

图 2.1 Miller Dimension 812 型多功能焊机表 2.4 堆焊工艺参数护气体电 流(A)电 压(V)速 度(cm·min-1)伸 长(mm)极 性层间(2+80%Ar2% 370~440 33~36 35~40 18~20 直流反接 堆焊试样的制备先将 Q235 钢板按照 200mm×100mm×20mm 的尺寸切割，再选用 RMD248、RM55、RMD750、RMD752 和 RMD126 焊丝，按照表 2.4 的堆焊工艺参数在 Q235 钢试验。堆焊时，从左到右逐层焊接，堆焊第一层完成后，停留 1 分钟让其冷却，时温度过高，使上一层焊缝的热影响区力学性能降低，同时要去除焊缝表面熔渣续堆焊 4~6 层，堆焊金属的尺寸为 100mm×80mm×20mm。堆焊试样尺寸示意图

图 2.3 QPQ 处理设备图工艺RMD650、RMD752 及 RMD126 QPQ 处理工艺试验：℃×30min；(520℃、540℃、560℃、580℃)×(120min、240min)；400℃×20min；氧化(400℃×20min)；、浸油。RMD248、RMD650、RMD655、RMD750、RMD752 和 R℃×30min；560℃×240min；

【参考文献】

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本文编号：2763828