SUJ2钢等离子束表面合金化改性研究
发布时间：2022-01-07 08:28
注塑模具作为注塑成型的一种关键工艺装备,在汽车、医疗器械、家电、军工等领域的塑料零件生产中已得到广泛应用。斜导柱作为注塑模具中抽芯机构的导向装置,其性能对保证注塑模的开合顺畅具有重要影响。由于斜导柱的轴向与注射模的开合方向不平行,加之工作时模具零件受热不均产生热应力,致使斜导柱承受的侧向力大,所以斜导柱极易发生磨损。为了提高斜导柱材料的表面耐磨性,目前一般采用淬火或传统的表面强化方法,或在斜导柱外加铜衬套,装配复杂,成本较高。为解决上述问题,本文以SUJ2钢作为斜导柱材料,利用等离子表面合金化技术在其表面制备含铜合金化层,研究不同工艺参数（主弧电流、扫描速度、喷嘴高度）对合金化效果的影响;同时深入研究不同主弧电流下合金化试样在室温和高温的耐磨性及磨损机理。为了控制强化材料的表面质量,建立了工艺参数与熔池尺寸的关系,为后期调整工艺参数奠定基础。工艺研究发现,SUJ2试样经等离子合金化后,低电流下无合金化层形成,只有热影响区,其显微组织主要为隐晶马氏体,残余奥氏体和球状碳化物,无Cu颗粒溶入;随着电流增大,出现合金化层,其组织转变为片状马氏体和残余奥氏体,Cu颗粒的溶入也越弥散充分。随着扫...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
等离子束表面合金化工艺类型：（a）随机送粉式；（b）预制涂层式[34]
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文6图1.2 不同电流下各复合涂层的显微组织[41]Fig.1.2 Microstructures of composite coatings at different currents.Ulutan M等人[41]采用等离子束在AISI5115钢表面制备FeCrC复合涂层，研究了不同的输入电流对涂层的显微组织、硬度和摩损行为的影响。结果表明：显微组织中存在如马氏体相Cr7C3，C3Cr7，Fe23C6和铁碳化物等硬相（如图1.2所示），使得合金表面表现出硬度和耐磨性的增加。与此同时，在输入电流为100A，摩擦系数最低，磨损率达到最小。与实际未处理的AISI5115钢相比，等离子表面强化后的AISI5115钢的使用寿命提高了约2.5倍。Balasubramanian V等人[42]采用五因素五水平复合旋转设计实验方法
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文（如图 1.3 所示），由于 TiC 颗粒具有高硬度、高熔点，加上颗粒强化、弥散强多种复合强化作用，使得 Q235 钢的耐磨性能明显提高。郭莉莉等人[44]采用 P金化技术在近 β 钛合金表面制备含 Mo 改性层，以期提高其耐磨性。实验结果：基体经过渗 Mo 处理后，形成的 Mo 改性层均匀致密；Mo 本身硬度较高，又Mo-Ti固溶强化，明显提高了试样的表面硬度。Mo合金化后的试样摩擦系数变小磨能力约提高 50 倍，表现出良好的耐磨和减摩性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]模具行业现状及发展前景[J]. 童鹏跃. 数字通信世界. 2017(09)
[2]表面等离子Mo合金化提高Ti-5Zr-3Sn-5Mo-15Nb耐磨性的研究[J]. 郭莉莉,贾亚斌,易宏,孔凡友,秦林. 稀有金属材料与工程. 2017(08)
[3]40Cr模具钢激光熔覆层组织及性能分析[J]. 任建华,杨晓良,黄浩,郑丽娟. 模具工业. 2017(07)
[4]枪体工作高度对等离子束表面合金化熔池成形的影响[J]. 赵航,李建军,郑志镇,缪亚锋,裴昊. 热加工工艺. 2017(06)
[5]Microstructural evolution of GCr15 steel during austenitizing and quenching considering C and Cr content[J]. 刘青龙,钱东升,魏文婷. Journal of Central South University. 2016(10)
[6]基于等离子焊接的增材再制造焊道尺寸预测模型[J]. 王凯博,吕耀辉,刘玉欣,徐滨士,林建军,孙哲. 热加工工艺. 2016(19)
[7]45钢的等离子合金化及性能[J]. 陶锡麒,徐文,吴贺利,段伟,孙端耀. 材料保护. 2016(05)
[8]Plasma Surface Cu Alloyed Layer as a Lubricant on Stainless Steel Sheet:Wear Characteristics and On-job Performance in Incremental Forming[J]. 吴红艳,WEI Hongyu,Ghulam Hussain,TAO Kemei,Asif Iqbal,饶伟峰. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2016(02)
[9]GCr15钢表面感应淬火微观组织及室温干滑动磨损行为[J]. 王泽宁,崔洪芝,张国松,王伟,孙金全,程贵勤. 材料热处理学报. 2015(11)
[10]GCr15轴承钢滑动摩擦性能试验[J]. 苏冰,张硕,杨伯原. 轴承. 2015(02)
硕士论文
[1]高标轴承钢SUJ2的质量控制研究[D]. 沈千成.安徽工业大学 2017
[2]基于人工神经网络的电弧增材制造焊道成型尺寸预测[D]. 张吉会.沈阳大学 2016
[3]316不锈钢表面等离子渗B、Mo-B共渗及其摩擦磨损性能的研究[D]. 尹研.太原理工大学 2015
[4]面向球墨铸铁模具三维型面的等离子束表面合金化工艺及耐磨性研究[D]. 缪亚锋.华中科技大学 2015
[5]GMAW快速成形熔敷焊道尺寸神经网络建模和参数预测[D]. 胡建文.哈尔滨工业大学 2012
[6]TiAl基合金等离子表面Cr-Si合金化及摩擦学行为的研究[D]. 李亚非.南京航空航天大学 2011
[7]等离子束表面冶金Fe基涂层的研究[D]. 张丽民.山东科技大学 2005
本文编号：3574202
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
等离子束表面合金化工艺类型：（a）随机送粉式；（b）预制涂层式[34]
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文6图1.2 不同电流下各复合涂层的显微组织[41]Fig.1.2 Microstructures of composite coatings at different currents.Ulutan M等人[41]采用等离子束在AISI5115钢表面制备FeCrC复合涂层，研究了不同的输入电流对涂层的显微组织、硬度和摩损行为的影响。结果表明：显微组织中存在如马氏体相Cr7C3，C3Cr7，Fe23C6和铁碳化物等硬相（如图1.2所示），使得合金表面表现出硬度和耐磨性的增加。与此同时，在输入电流为100A，摩擦系数最低，磨损率达到最小。与实际未处理的AISI5115钢相比，等离子表面强化后的AISI5115钢的使用寿命提高了约2.5倍。Balasubramanian V等人[42]采用五因素五水平复合旋转设计实验方法
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文（如图 1.3 所示），由于 TiC 颗粒具有高硬度、高熔点，加上颗粒强化、弥散强多种复合强化作用，使得 Q235 钢的耐磨性能明显提高。郭莉莉等人[44]采用 P金化技术在近 β 钛合金表面制备含 Mo 改性层，以期提高其耐磨性。实验结果：基体经过渗 Mo 处理后，形成的 Mo 改性层均匀致密；Mo 本身硬度较高，又Mo-Ti固溶强化，明显提高了试样的表面硬度。Mo合金化后的试样摩擦系数变小磨能力约提高 50 倍，表现出良好的耐磨和减摩性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]模具行业现状及发展前景[J]. 童鹏跃. 数字通信世界. 2017(09)
[2]表面等离子Mo合金化提高Ti-5Zr-3Sn-5Mo-15Nb耐磨性的研究[J]. 郭莉莉,贾亚斌,易宏,孔凡友,秦林. 稀有金属材料与工程. 2017(08)
[3]40Cr模具钢激光熔覆层组织及性能分析[J]. 任建华,杨晓良,黄浩,郑丽娟. 模具工业. 2017(07)
[4]枪体工作高度对等离子束表面合金化熔池成形的影响[J]. 赵航,李建军,郑志镇,缪亚锋,裴昊. 热加工工艺. 2017(06)
[5]Microstructural evolution of GCr15 steel during austenitizing and quenching considering C and Cr content[J]. 刘青龙,钱东升,魏文婷. Journal of Central South University. 2016(10)
[6]基于等离子焊接的增材再制造焊道尺寸预测模型[J]. 王凯博,吕耀辉,刘玉欣,徐滨士,林建军,孙哲. 热加工工艺. 2016(19)
[7]45钢的等离子合金化及性能[J]. 陶锡麒,徐文,吴贺利,段伟,孙端耀. 材料保护. 2016(05)
[8]Plasma Surface Cu Alloyed Layer as a Lubricant on Stainless Steel Sheet:Wear Characteristics and On-job Performance in Incremental Forming[J]. 吴红艳,WEI Hongyu,Ghulam Hussain,TAO Kemei,Asif Iqbal,饶伟峰. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2016(02)
[9]GCr15钢表面感应淬火微观组织及室温干滑动磨损行为[J]. 王泽宁,崔洪芝,张国松,王伟,孙金全,程贵勤. 材料热处理学报. 2015(11)
[10]GCr15轴承钢滑动摩擦性能试验[J]. 苏冰,张硕,杨伯原. 轴承. 2015(02)
硕士论文
[1]高标轴承钢SUJ2的质量控制研究[D]. 沈千成.安徽工业大学 2017
[2]基于人工神经网络的电弧增材制造焊道成型尺寸预测[D]. 张吉会.沈阳大学 2016
[3]316不锈钢表面等离子渗B、Mo-B共渗及其摩擦磨损性能的研究[D]. 尹研.太原理工大学 2015
[4]面向球墨铸铁模具三维型面的等离子束表面合金化工艺及耐磨性研究[D]. 缪亚锋.华中科技大学 2015
[5]GMAW快速成形熔敷焊道尺寸神经网络建模和参数预测[D]. 胡建文.哈尔滨工业大学 2012
[6]TiAl基合金等离子表面Cr-Si合金化及摩擦学行为的研究[D]. 李亚非.南京航空航天大学 2011
[7]等离子束表面冶金Fe基涂层的研究[D]. 张丽民.山东科技大学 2005
本文编号：3574202
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