HM1钢气门热锻模的表面改性对其寿命的影响研究
发布时间：2022-01-06 15:55
气门是汽车发动机的重要部件。工业生产中,气门毛坯一般通过锻造终锻成形。由于气门热锻模的使用条件极为苛刻,其平均使用寿命较低。这不仅造成了气门的生产成本高,生产效率低,而且还可能由于模具的异常失效造成人身伤害。因此,研究如何利用表面改性手段以有效提高热锻模的寿命,具有十分重要的意义。本文以HM1气门热锻模为研究对象,在分析其失效机理的基础上,采用离子氮化、渗金属及其复合处理技术,以耐磨性为主要指标,探讨了表面改性手段的有效性,并将较优工艺应用于热锻模的实际生产中。具体研究内容及结论如下:（1）HM1气门热锻模的失效分析。对CP395型气门热锻模的失效情况进行了统计,并以其中典型失效的模具为例,分析了其失效机理。结果表明:气门热锻模的失效以磨损失效为主（占36%）;典型案例中,模具失效的主要原因是型腔R位发生的严重的磨粒磨损导致模具尺寸超差。（2）HM1热锻模具钢离子氮化工艺及其对耐磨性的影响。利用OM、XRD、SEM、EPMA、3D轮廓仪及显微硬度计表征了HM1钢氮化层的基本性能,探讨了离子氮化温度,气压及氮氢比对HM1钢耐磨性的影响。结果表明:氮氢比主要影响化合物层成分,温度及气压主要...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
图 2-1 HM1 钢回火后的金相组织线切割成 16 mm×16 mm×12mm 大小，经 1082.5（551 HV），回火后的金相组织如图 2-1 所40，400，600#砂纸研磨至 Ra≈0.12 μm。最后超声清洗 10min，用吹风机干燥后备用。径比较接近，与氮元素有着良好的结合性，且工业生产中，所以在双辉光渗金属的表面改性度为 99.99%，基体组织如图 2-2 所示。钛靶尺布情况如图 2-3 所示。其中有 1 根位于炉体置，距炉体中心均为 800 mm，距阴极盘外缘
式中：F 为摩擦力；P 为载荷；μ是摩擦系数。.6.2 磨损率摩擦副的磨损率表达了磨损率与载荷和磨损里程之间的关系，它与材料的使用失效时间具有密切的关系。本文采用式（2-2）来计算磨损率。磨损失重用精度为 的电子天平称量，HM1 钢的密度取 8.26 g/cm3。 = = （2式中： 为磨损率； V 为磨损体积（mm3）； 为磨损失重（g）； 为试样的g/cm3）；P 为载荷（N）；S 为磨损里程（m）。.3.3 磨损形貌及成分分析磨损试验结束后，将试样用超声波清洗 5min，用 BMT 3D 表面轮廓仪表征磨，用 ZEISS Merlin 热场发射扫描电镜观察磨损形貌，用与扫描电镜配套的 EDS 测磨损后的元素成分。Impact force P
【参考文献】：
期刊论文
[1]交流电场作用下的中低碳钢低温粉末法渗硼[J]. 谢飞,朱丽曼,程健,潘建伟. 常州大学学报(自然科学版). 2015(01)
[2]5CrNiMo钢热锻模具渗氮强化效果比较分析[J]. 余盈燕,周杰,李梦瑶,卢顺. 热加工工艺. 2014(08)
[3]曲轴终锻下模失效机理分析[J]. 夏玉峰,郑晓凯,杨显红. 金属热处理. 2013(11)
[4]新型热作模具钢在气门精锻模上的应用[J]. 金康,陈东,褚作明,邓剑雄. 锻压技术. 2011(01)
[5]气门热锻模具失效分析[J]. 宁志坚,邱万奇,莫东强,陈冠华,毛智成,周翀. 材料研究与应用. 2009(03)
[6]气门毛坯终锻模具的失效分析与对策[J]. 宁志坚,章争荣,孙友松,莫东强,卢杰初. 机电工程技术. 2009(08)
[7]热作模具表面失效与模具寿命关系研究[J]. 李月恩,赵军,王维. 锻压技术. 2009(02)
[8]热锻模具热处理工艺试验研究[J]. 王志甫. 机电产品开发与创新. 2009(02)
[9]热作模具钢的选择及应用[J]. 闵令平,赵昌胜. 模具制造. 2009(01)
[10]热作模具钢热疲劳性能的研究现状与发展趋势[J]. 夏鹏成,陈蕴博,葛学元,王淼辉. 金属热处理. 2008(12)
博士论文
[1]提升A356铝合金性能及其摩擦磨损行为热疲劳行为的研究[D]. 王正军.江苏大学 2016
[2]双辉复合渗镀氮化钛陶瓷层及其等离子体特性的研究[D]. 刘燕萍.太原理工大学 2006
[3]纯氮离子渗氮新工艺及离子渗氮机理研究[D]. 钟厉.重庆大学 2004
硕士论文
[1]发动机气门热锻模热机复合疲劳失效分析[D]. 梁姹.广东工业大学 2015
[2]气门热锻模具的优化设计和性能研究[D]. 莫东强.华南理工大学 2015
[3]热锻模具表面喷丸渗氮强化研究[D]. 姬金金.重庆大学 2013
[4]热锻成形若干关键技术及多层金属模具[D]. 汪学阳.武汉理工大学 2008
本文编号：3572742
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
图 2-1 HM1 钢回火后的金相组织线切割成 16 mm×16 mm×12mm 大小，经 1082.5（551 HV），回火后的金相组织如图 2-1 所40，400，600#砂纸研磨至 Ra≈0.12 μm。最后超声清洗 10min，用吹风机干燥后备用。径比较接近，与氮元素有着良好的结合性，且工业生产中，所以在双辉光渗金属的表面改性度为 99.99%，基体组织如图 2-2 所示。钛靶尺布情况如图 2-3 所示。其中有 1 根位于炉体置，距炉体中心均为 800 mm，距阴极盘外缘
式中：F 为摩擦力；P 为载荷；μ是摩擦系数。.6.2 磨损率摩擦副的磨损率表达了磨损率与载荷和磨损里程之间的关系，它与材料的使用失效时间具有密切的关系。本文采用式（2-2）来计算磨损率。磨损失重用精度为 的电子天平称量，HM1 钢的密度取 8.26 g/cm3。 = = （2式中： 为磨损率； V 为磨损体积（mm3）； 为磨损失重（g）； 为试样的g/cm3）；P 为载荷（N）；S 为磨损里程（m）。.3.3 磨损形貌及成分分析磨损试验结束后，将试样用超声波清洗 5min，用 BMT 3D 表面轮廓仪表征磨，用 ZEISS Merlin 热场发射扫描电镜观察磨损形貌，用与扫描电镜配套的 EDS 测磨损后的元素成分。Impact force P
【参考文献】：
期刊论文
[1]交流电场作用下的中低碳钢低温粉末法渗硼[J]. 谢飞,朱丽曼,程健,潘建伟. 常州大学学报(自然科学版). 2015(01)
[2]5CrNiMo钢热锻模具渗氮强化效果比较分析[J]. 余盈燕,周杰,李梦瑶,卢顺. 热加工工艺. 2014(08)
[3]曲轴终锻下模失效机理分析[J]. 夏玉峰,郑晓凯,杨显红. 金属热处理. 2013(11)
[4]新型热作模具钢在气门精锻模上的应用[J]. 金康,陈东,褚作明,邓剑雄. 锻压技术. 2011(01)
[5]气门热锻模具失效分析[J]. 宁志坚,邱万奇,莫东强,陈冠华,毛智成,周翀. 材料研究与应用. 2009(03)
[6]气门毛坯终锻模具的失效分析与对策[J]. 宁志坚,章争荣,孙友松,莫东强,卢杰初. 机电工程技术. 2009(08)
[7]热作模具表面失效与模具寿命关系研究[J]. 李月恩,赵军,王维. 锻压技术. 2009(02)
[8]热锻模具热处理工艺试验研究[J]. 王志甫. 机电产品开发与创新. 2009(02)
[9]热作模具钢的选择及应用[J]. 闵令平,赵昌胜. 模具制造. 2009(01)
[10]热作模具钢热疲劳性能的研究现状与发展趋势[J]. 夏鹏成,陈蕴博,葛学元,王淼辉. 金属热处理. 2008(12)
博士论文
[1]提升A356铝合金性能及其摩擦磨损行为热疲劳行为的研究[D]. 王正军.江苏大学 2016
[2]双辉复合渗镀氮化钛陶瓷层及其等离子体特性的研究[D]. 刘燕萍.太原理工大学 2006
[3]纯氮离子渗氮新工艺及离子渗氮机理研究[D]. 钟厉.重庆大学 2004
硕士论文
[1]发动机气门热锻模热机复合疲劳失效分析[D]. 梁姹.广东工业大学 2015
[2]气门热锻模具的优化设计和性能研究[D]. 莫东强.华南理工大学 2015
[3]热锻模具表面喷丸渗氮强化研究[D]. 姬金金.重庆大学 2013
[4]热锻成形若干关键技术及多层金属模具[D]. 汪学阳.武汉理工大学 2008
本文编号：3572742
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