Cr12型冷作模具钢渗硼工艺及性能

发布时间：2017-07-13 13:28

  本文关键词：Cr12型冷作模具钢渗硼工艺及性能

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【摘要】：冷作模具一般应用于承载压力大、摩擦时间长的恶劣环境中,经常未达到使用寿命而过早失效。常规热处理已不能满足实际需求,考虑到渗硼表面处理具有易于控制、成本低廉和设备简单的优点,因此,采用粉末法对Cr12型冷作模具钢进行固体渗硼处理,以获得良好致密性、较大厚度和低脆性的渗硼层为目标,最终达到延长零件使用寿命的目的。首先,寻找最优渗剂配方,通过正交试验确定最佳渗硼工艺。然后,将渗剂配方推广应用于其他冷作模具钢种Cr12MoV,结合Cr12钢,全面考察渗硼层各项性能,如硬度、断裂韧性和耐磨性等。为掌握渗硼规律及特点,分别对Cr12钢和Crl2MoV钢进行渗硼动力学研究,计算硼原子生长速率常数和扩散激活能,绘制渗硼层等厚曲线图,为实际生产应用提供理论依据。实验得到最优渗剂配方为5% B4C+20% Na2B4O7+65% Na3AlF6+10% C,具体渗硼工艺要根据实际生产需求来不断调整,其中Crl2MoV钢所需渗硼温度相对较高。Cr12钢渗层表面以Fe2B相为主,硬度约1714HV/0.2;Cr12MoV钢以FeB相为主,硬度约1400HV/0.2。在夹缝组织和过渡区指状硼化物前沿均检测到Cr7C3相和大量C原子以及少量B原子。随着温度升高和保温时间延长,渗层断裂韧性不断降低。不同工艺条件下Cr12MoV钢渗层断裂韧性范围为2.97～6.43 MPa·m1/2;同样条件下,其渗层断裂韧性小于Cr12钢。室温下,Crl2MoV钢渗硼后耐磨性优于Cr12钢,随着温度的升高,摩擦系数有减小的趋势。计算得到Cr12钢和Crl2MoV钢硼原子扩散激活能分别为224.68kJ/mol和236.87kJ/mol。
【关键词】：Cr12 粉末法渗硼 渗剂 渗硼动力学
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG161
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 前言9-20
• 1.1 冷作模具失效特征9-11
• 1.1.1 冷作模具的工作条件9-10
• 1.1.2 冷作模具常见失效形式10-11
• 1.2 模具寿命影响因素11
• 1.3 Cr12型冷作模具钢简介11-13
• 1.4 Cr12型冷作模具钢渗硼处理13-15
• 1.5 渗硼层组织及性能15-17
• 1.6 Cr12型模具钢固体渗硼研究现状17-18
• 1.7 渗硼动力学18
• 1.8 课题研究目的及主要内容18-20
• 2 实验材料、设备及方法20-24
• 2.1 粉末法固体渗硼实验材料20
• 2.2 实验设备20
• 2.3 实验流程及方法20-24
• 2.3.1 渗硼方法21-22
• 2.3.2 性能测试22-23
• 2.3.3 渗硼动力学分析23-24
• 3 Cr12型模具钢固体渗硼剂的研究24-36
• 3.1 最佳渗剂组成24-30
• 3.1.1 还原剂对渗硼层影响24-27
• 3.1.2 活化剂对渗硼层影响27-28
• 3.1.3 供硼剂对渗硼层影响28-30
• 3.2 最优渗剂配比30-33
• 3.3 最适宜渗硼工艺33-35
• 3.4 本章小结35-36
• 4 渗硼层组织与性能36-58
• 4.1 渗硼层金相显微组织36-39
• 4.2 渗硼层XRD物相组成39-40
• 4.3 渗硼层显微形貌与能谱分析40-44
• 4.3.1 Cr12显微形貌与能谱分析40-43
• 4.3.2 Cr12MoV显微形貌与能谱分析43-44
• 4.4 渗硼层显微硬度44-45
• 4.5 渗硼层断裂韧性45-48
• 4.6 热处理对渗硼层组织与性能的影响48-52
• 4.6.1 热处理对Cr12渗硼层组织与性能的影响48-51
• 4.6.2 热处理对Cr12MoV渗硼层组织与性能的影响51-52
• 4.7 渗硼层的耐磨性52-57
• 4.7.1 Cr12钢渗硼层耐磨性测试52-54
• 4.7.2 Cr12MoV钢渗硼层耐磨性测试54-57
• 4.8 本章小结57-58
• 5 渗硼层动力学分析58-63
• 5.1 不同渗硼工艺对渗层厚度的影响58-59
• 5.2 Cr12和Cr12MoV渗硼层动力学曲线59-61
• 5.3 本章小结61-63
• 结论63-64
• 参考文献64-67
• 致谢67-68
• 附录68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 袁晓波,杨瑞成,陈华,王伟兰;固体渗硼最佳工艺技术及其发展趋势[J];中国表面工程;2003年05期

2 李金盛;谢锐;;GSB—2固体渗硼剂及其在拉模中的应用[J];电子工艺技术;1991年03期

3 姜信昌;;渗硼层脆性及剥落探讨[J];河北工学院学报;1979年02期

4 张菁,董仕节,黄伦;Cr12MoV钢渗硼层脆性与耐磨性研究[J];湖北汽车工业学院学报;2005年02期

5 欧阳梦兰;谢从新;;冷作模具钢渗硼+渗硫的抗磨性能[J];金属热处理;1984年05期

6 李木森,刘玉先,肖庆成,王梁,于家洪,孙希泰;渗硼层中夹缝组织的研究[J];金属热处理;1995年06期

7 许斌,冯承明,吕钊钦,宋月鹏,王金星,宋云京,虢亚农;尿素对固体渗硼作用的研究[J];金属热处理;1996年03期

8 章为夷;硼砂型膏剂渗硼剂的研制[J];金属热处理;2002年08期

9 郝少祥;孙玉福;杨凯军;;Cr12MoV钢渗硼工艺及渗层的组织与性能[J];金属热处理;2006年07期

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本文编号：537128