【摘要】：錫青銅具有較高的彈性和耐磨性,可用于加工中等滑動速度和載荷下承受摩擦的零件,如軸承、軸套、渦輪等。以錫青銅為原料加工的連桿襯套具有良好的綜合力學性能,表面硬度高,能滿足高速柴油機對連桿襯套的要求。但錫青銅在鑄造時,易出現反偏析現象,嚴重時在鑄件表面出現白色的“錫汗”瘤;磷的加入能改善銅錫合金的鑄造性能,提高流動性,并有效地進行脫氧,但缺點是加大鑄錠的反偏析程度。當錫、磷達到一定含量時Cu3P與(α+δ)形成三元共晶(α+δ+Cu3P),其熔點為628℃。三元共晶體的存在使得合金表現出熱脆性。因此,錫磷青銅一直被認為只能在冷態(tài)下加工,但在冷態(tài)下加工成型有很多缺點,例如合金強度高、變形抗力大、工具磨損快、操作困難且不安全。那么,研究含磷量較高的錫磷青銅熱加工工藝就顯得尤為必要了。本文以錫青銅QSn7-0.2為研究對象,利用反擠壓成型技術,研究變形前材料的加熱溫度、加熱方式和保溫時間等工藝參數對成型后材料組織性能的影響。利用金相顯微鏡(OM)、布氏硬度計、拉伸試驗機、X射線衍射儀(XRD)和掃描電鏡(SEM)等設備進行實驗分析,探討加熱工藝對其組織性能的影響規(guī)律。本文的主要研究內容及結果如下:(1)不同的加熱溫度對錫青銅擠壓成型后組織性能的影響實驗結果表明:加熱至720℃擠壓后坯料的組織性能最佳(尤指斷面收縮率ψ),從而為下一步旋壓工藝提供最佳的毛坯;并對加熱至780℃擠壓開裂的原因進行分析發(fā)現:在加熱至780℃時坯料表面邊部有“錫汗”冒出,隨后擠壓成型的杯形件端面在“錫汗”區(qū)域產生裂紋,對其組織進行分析發(fā)現此區(qū)域顯微組織呈鑄態(tài)樹枝晶,晶內偏析明顯,并發(fā)現三元共晶組織(α+δ+Cu3P),三元共晶體的存在引起合金的熱脆,這是錫青銅杯形件熱擠壓時產生裂紋的主要原因。(2)不同的加熱方式對錫青銅擠壓成型后組織性能的影響實驗結果表明:在加熱溫度相同的條件下,感應加熱速度快、材料氧化程度小、熱透性良好并且加熱后擠壓所得杯形件組織均為α單相等軸孿晶再結晶組織,發(fā)生完全動態(tài)再結晶;隨爐加熱與到溫加熱成型的杯形件組織均為纖維狀、帶狀組織,小部分發(fā)生動態(tài)回復和動態(tài)再結晶,且存在大量滑移帶。同時,由于加熱方式的不同,導致材料實際的加熱溫度與設備顯示溫度有所差距,進而影響動態(tài)再結晶程度。(3)不同的保溫時間對錫青銅擠壓成型后組織性能的影響實驗結果表明:在加熱溫度相同的條件下,隨著保溫時間的增加杯形件強度和硬度降低,而塑性則升高,且材料發(fā)生動態(tài)回復和動態(tài)再結晶的比例增大。這是由于加熱設備使材料加熱的實際溫度比顯示溫度低,導致保溫過程成為了材料的加熱升溫過程,同時也是提高材料熱透性的過程,影響了動態(tài)再結晶。對于感應加熱后不保溫直接擠壓成型的材料,其組織為單相等軸孿晶再結晶組織,發(fā)生完全動態(tài)再結晶。不論從組織性能還是加熱工藝上都要優(yōu)良,因此,它是最佳的旋壓工藝坯料。
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG146.11;TG379

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 蘇曉波;馮再新;高超平;郝偉岑;;加熱溫度對錫青銅擠壓成形后組織性能的影響[J];鍛壓技術;2017年02期

2 楊華龍;樊文欣;曹存存;葉文波;;發(fā)動機連桿襯套毛坯溫擠壓工藝研究及模具設計[J];鍛壓技術;2016年08期

3 王思遠;刁維龍;;金屬成型擠壓套頭扳頭技術研究進展[J];產業(yè)與科技論壇;2014年14期

4 王志偉;樊文欣;原霞;;強力旋壓主要參數對連桿襯套性能影響的正交試驗分析[J];熱加工工藝;2014年05期

5 張立波;權曉惠;董曉娟;荊云海;邱立朋;成小樂;賀琪;;銅合金反向擠壓技術應用[J];重型機械;2014年01期

6 林大慶;;金屬擠壓加工技術探討[J];中國新技術新產品;2013年10期

7 謝建新;;金屬擠壓技術的發(fā)展現狀與趨勢[J];中國材料進展;2013年05期

8 熊曉光;郭惠;康孝偉;;感應加熱在鍛壓工業(yè)中的應用[J];裝備維修技術;2011年03期

9 游龍;王自東;馮建;王超;林國標;;錫青銅端蓋真空差壓鑄造工藝參數研究[J];鑄造技術;2011年03期

10 林國標;王自東;張偉;李文錢;張鴻;;熱處理對錫青銅合金組織和性能的影響[J];鑄造;2011年03期

，

本文編號：2573342