模具一般工作在重載、高沖擊條件下,易發(fā)生磨損和開裂。提高模具壽命非常必要,對模具鋼表面做強化處理是提高其硬度和耐磨性的有效途徑之一。高溫鹽浴是傳統(tǒng)的模具鋼表面強化方法,其存在處理溫度高,能耗大,處理時間長,現場實施環(huán)境惡劣等問題。由于表面納米化技術可降低化學熱處理溫度,本文提出了將納米化技術與鹽浴滲釩技術相結合的工藝方法,能夠降低鹽浴處理溫度,提高覆層生長速度,對節(jié)能減排,改善環(huán)境具有重要意義。本文對比分析了目前多種材料表面納米化技術,其中以表面機械研磨自納米化技術的應用最為廣泛。針對現有的機械研磨自納米化設備存在參振質量大,結構復雜,易產生共振等問題,在研究其機械研磨自納米化原理的基礎上,提出了基于液壓振動的表面機械研磨自納米化方法。采用金相儀、X-射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、顯微硬度儀和摩擦磨損機等測試方法,對45#鋼及Cr12MoV鋼表面自納米化機理和鹽浴滲釩層顯微組織結構和成分、截面硬度梯度、納米層及覆層的力學性能等進行了系統(tǒng)的研究。主要研究內容與結論如下:(1)根據表面機械研磨自納米化的原理,分析現有設備對自納米化的影響因素,確定關鍵的控制參數。...

【文章頁數】：110 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究的目的與意義
    1.2 金屬材料表面自納米化研究現狀
        1.2.1 金屬材料表面納米化方法
        1.2.2 金屬表面機械處理自納米化機理
        1.2.3 金屬表面機械處理自納米化設備的現狀
        1.2.4 模具鋼表面機械處理自納米化性能
    1.3 模具鋼鹽浴滲釩概況
        1.3.1 金屬鹽浴滲釩的原理
        1.3.2 鹽浴滲釩工藝
    1.4 存在問題及研究目的
    1.5 課題來源
    1.6 論文的研究內容
2 機械研磨表面自納米化設備研制
    2.1 金屬表面機械研磨自納米化設備方案
    2.2 基于有壓瞬變流的液壓振動機理
        2.2.1 有壓瞬變流波動的特征及波速
        2.2.2 有壓瞬變流波動的傳播過程
        2.2.3 有壓瞬變流的液壓振動機理
    2.3 基于有壓瞬變流的新型液壓振動裝置設計
    2.4 基于有壓瞬變流的液壓振動系統(tǒng)設計方法
        2.4.1 液壓振動系統(tǒng)主要參數設計
        2.4.2 液壓振動系統(tǒng)的頻率設計
        2.4.3 液壓振動發(fā)生器參數設計
        2.4.4 泵站參數設計
    2.5機械研磨表面自納米化設備的動態(tài)仿真分析與實驗
        2.5.1 機械研磨表面自納米化設備的仿真模型建立
        2.5.2 系統(tǒng)頻率對振動主參數的影響
        2.5.3 系統(tǒng)流量對振動主參數的影響
        2.5.4 壓力、流量與位移之間的關系
    2.6 機械研磨表面自納米化設備的實驗分析
        2.6.1 實驗內容與設備
        2.6.2 實驗結果及分析
    2.7 本章小結
3 模具鋼表面自納米化工藝研究
    3.1 模具鋼表面自納米化樣品制備
    3.2 模具鋼表面自納米化后組織結構分析
        3.2.1 模具鋼表面自納米化后的金相組織
        3.2.2 模具鋼表面納米化后的掃描電鏡觀察
        3.2.3 模具鋼表面納米化后的XRD分析及晶粒尺寸計算
    3.3 模具鋼表面自納米化后力學性能研究
        3.3.1 模具鋼表面自納米化后的顯微硬度
        3.3.2 模具鋼表面納米化后摩擦磨損性能研究
    3.4 本章小結
4 模具鋼自納米化后的鹽浴滲釩技術研究
    4.1 模具鋼鹽浴配方
        4.1.1 供釩劑的選擇
        4.1.2 還原劑的選擇
        4.1.3 活化劑的選擇
        4.1.4 基鹽的選擇
    4.2 模具鋼鹽浴滲釩工藝路線及實驗結果分析
        4.2.1 模具鋼鹽浴滲釩工藝路線
        4.2.2 實驗結果分析
    4.3 模具鋼機械研磨處理對鹽浴滲釩的影響分析
        4.3.1 溫度對覆層厚度的影響
        4.3.2 保溫時間對覆層厚度的影響
        4.3.3 機械研磨參數對覆層厚度的影響
    4.4 滲釩層的層貌
    4.5 滲釩層的元素組成及分析
        4.5.1 滲釩層截面面掃描分析
        4.5.2 滲釩層能譜分析
    4.6 模具鋼自納米化鹽浴滲釩層顯微硬度分析
    4.7 本章小結
5 總結與展望
    5.1 研究工作總結
    5.2 創(chuàng)新點
    5.3 展望
參考文獻
攻讀博士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝



本文編號：3787207