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深冷處理試驗粉末冶金零件
日期:2024-11-08 05:44
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摘要:
觀察失效整形模具表面發(fā)現(xiàn),模具表面布滿剝落坑和很多細小犁溝。這是由于模具在整形過程中,被整形的粉末冶金零件132襯套的粉體密度較高,達7.0g/cm3,燒結后硬度也較高,芯棒和陰模在整形過程中受到很大的擠壓力,模具在反復擠壓下,在模具亞表層殘余奧氏體處發(fā)生反復變形,產生位錯塞積,而萌生裂紋,在反復擠壓過程中裂紋擴展,直至表面而剝落,形成嚴重的剝落坑(1)。另外粉體中存在的雜質——多種硬質相粒子,在模具整形過程中在模具表面產生犁削,使模具表面布滿犁溝,由于雜質粒子較小,故形成的犁溝較淺。芯棒由剝落和犁削共同作用下,產生尺寸超差而報廢。
GCr15模具鋼制作的芯棒在深冷處理過程中組織結構發(fā)生如下變化(2)(3),殘余奧氏體量減少。殘余奧氏體中合金元素,特別是碳元素起著強化殘余奧氏體的作用,因而需要較多的能量才能促使剪切機理來產生馬氏體,深冷處理就是利用過冷度來增加馬氏體轉變的驅動力,隨著深冷溫度降低,過冷度增加,馬氏體轉變越完全。在冷卻過程中殘余奧氏體向馬氏體的轉變速度,不取決與時間,而與過冷度有關,即殘余奧氏體量只與深冷溫度有關。另外,深冷處理還可以析出細小碳化物,細化組織結構。
深冷處理減少了殘余奧氏體量,增加了芯棒在擠壓過程中在亞表層萌生裂紋的難度,同時由于殘余奧氏體量減少以及細小碳化物析出和組織細化,使犁削難度增加。因此,芯棒經深冷處理后,增加了抗疲勞磨損和磨粒磨損的能力,從而提高了芯棒壽命。如果深冷處理溫度較高(高于-160℃),過冷度較小,殘余奧氏體向馬氏體的轉變的能量不足,殘余奧氏體量較多,表現(xiàn)在模具硬度幾乎不變,模具壽命提高不多。在較低溫度下深冷處理,只要保溫時間足以使芯棒冷透(不小于2h),殘余奧氏體向馬氏體的轉變就較為完全,但馬氏體中析出的細小碳化物的量隨著保溫時間的延長而緩慢增加。因此,模具壽命也隨保溫時間延長而緩慢增加。如果考慮到隨著保溫時間延長,模具深冷處理的成本也增大,那么取保溫時間為2~4h*適宜。
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