發(fā)布時(shí)間：2017-10-18 03:16

  本文關(guān)鍵詞：擠壓模具用粉末冶金鉬基合金材料研究

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【摘要】：隨著現(xiàn)代科技產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)擠壓模具材料的各項(xiàng)性能提出了更高的要求,但傳統(tǒng)的H13鋼等擠壓模具材料已很難滿足生產(chǎn)中的使用要求,因此開(kāi)發(fā)高性能新型擠壓模具材料就顯得十分必要。Mo-W合金因具有優(yōu)異的物理性能、力學(xué)性能以及較好的高溫性能被廣泛應(yīng)用于材料加工、武器裝備、航空航天、原子能以及微電子信息等工業(yè)領(lǐng)域之中�；贛o-W合金的良好高溫性能、高強(qiáng)度和高硬度、良好的耐磨與耐蝕性能,本論文首先從加入Co元素以改善合金的塑性角度出發(fā),用粉末冶金的方法對(duì)Mo-W-Co合金機(jī)械合金化以及真空燒結(jié)工藝參數(shù)進(jìn)行探討和優(yōu)化,隨后進(jìn)一步研究熱處理工藝對(duì)合金抗氧化性能以及常溫和高溫性能的影響作用,從而制備出具有較高性能的Mo-W-Co合金。本論文采用粉末冶金法制備Mo-W-Co合金,通過(guò)硬度測(cè)試、室溫拉伸、X射線衍射物相分析(XRD)、金相組織分析(OM)、掃描電子顯微分析(SEM)、背散射顯微分析(BSE)以及能譜分析(EDS)等方法研究了不同球磨工藝、真空燒結(jié)工藝和熱處理工藝對(duì)Mo-W-Co合金組織結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性能的影響規(guī)律,研究結(jié)果表明:(1)相同Co含量的合金粉末分別在球磨不同時(shí)間后,球磨20h的部分粉末由原來(lái)的球狀變?yōu)楸∑瑢訝?而球磨10h的粉末基本保持原狀;球磨20h后的粉末粒度和振實(shí)密度都相對(duì)于球磨10h有一定的改善;不同Co含量的合金粉末在相同球磨時(shí)間下,低Co合金球磨后粉末的團(tuán)聚現(xiàn)象較為嚴(yán)重,而高Co合金粉末團(tuán)聚并不明顯。相同Co含量的合金粉末分別在不同球磨轉(zhuǎn)速下,高轉(zhuǎn)速下的粉末粒度較低轉(zhuǎn)速有明顯細(xì)化,振實(shí)密度明顯提高,且團(tuán)聚現(xiàn)象有了明顯改善;球磨工藝參數(shù):轉(zhuǎn)速300r/min濕磨20h,介質(zhì)無(wú)水乙醇。(2)燒結(jié)組織主要以β相即(Mo,W)固溶體為基體,μ相即化合物Co7Mo6和Co7W6為第二相,其第二相強(qiáng)化機(jī)理是通過(guò)μ相呈點(diǎn)狀或小面積片狀彌散分布于β相基體晶界處時(shí),合金的硬度有較為明顯的提高;μ相會(huì)隨燒結(jié)溫度的升高而快速長(zhǎng)大,由粒狀和小面積片狀長(zhǎng)大為大面積的片狀,存在區(qū)域也從晶間擴(kuò)散到晶內(nèi);低Co含量的Mo-W-Co合金硬度在各燒結(jié)工藝下均高于高Co含量合金,其中以低Co含量合金在1300℃溫度下燒結(jié),保溫3.5h所得到的洛氏硬度和抗拉強(qiáng)度最高,耐磨性也最好;低Co含量Mo-W-Co合金的合理真空燒結(jié)工藝參數(shù):燒結(jié)溫度1300℃,保溫3.5h。(3)滲Si處理后合金滲層主要由內(nèi)外滲層構(gòu)成,外滲層主要成分為Al2O3,內(nèi)滲層主要成分為Mo Si2和Mo5Si3;合金的洛氏硬度HRC較合金燒結(jié)態(tài)有一定提高,但在抗氧化試驗(yàn)后合金的硬度明顯降低,與合金燒結(jié)態(tài)硬度相當(dāng)或略有提高;經(jīng)過(guò)抗氧化試驗(yàn)后,合金試樣都有一定的燒損,氧化皮的主要成分包括Si O2、Mo O3、Al2O3等;最佳滲劑配方:60%Si、25%Al2O3、10%NH4Cl、5%Ca Cl2(質(zhì)量比)。(4)固溶處理后合金組織相組成為β(Mo-W固溶體)、μ(Co7Mo6與Co7W6)和κ(Co3Mo),μ相在組織中偏聚較為嚴(yán)重,κ相含量較少但分布較為均勻;時(shí)效處理后合金組織相組成不變,但κ相含量增加,μ相含量減少,相偏聚現(xiàn)象有所緩解;1100℃固溶處理保溫1h后油淬得到最高的室溫硬度HRC45.8;合金的高溫環(huán)境500℃和600℃下硬度相差不大,當(dāng)環(huán)境溫度700℃時(shí)合金脆性很大,高溫硬度最低;500℃時(shí)效處理保溫10h得到的合金組織最佳,且最高室溫硬度HRC43.7;合金的高溫硬度隨環(huán)境溫度的升高而下降,但700℃時(shí)合金硬度有所提高,脆性相對(duì)改善;高溫下的磨損率隨環(huán)境溫度的升高而升高;最佳的固溶與時(shí)效處理工藝參數(shù):固溶1100℃×1h油淬,時(shí)效500℃×10h。
【關(guān)鍵詞】：擠壓模具材料 Mo-W-Co合金 顯微組織 機(jī)械合金化 真空燒結(jié)
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG375.41;TF125.241
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-22
• 1.1 選題背景與意義9-11
• 1.2 Mo合金的概述與發(fā)展現(xiàn)狀11-19
• 1.2.1 Mo-W系合金概述11-15
• 1.2.2 Mo-W系合金的表面處理15-17
• 1.2.3 Mo及其合金的生產(chǎn)和應(yīng)用現(xiàn)狀17-18
• 1.2.4 Mo及其合金的發(fā)展前景展望18-19
• 1.3 研究目標(biāo)及內(nèi)容19-22
• 1.3.1 研究目標(biāo)19-20
• 1.3.2 研究方法20
• 1.3.3 研究?jī)?nèi)容20-21
• 1.3.4 課題創(chuàng)新點(diǎn)與難點(diǎn)21-22
• 第二章 材料制備與實(shí)驗(yàn)方法22-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)方案22-27
• 2.1.1 粉末高能球磨工藝22-23
• 2.1.2 粉末壓制工藝23-25
• 2.1.3 粉末燒結(jié)工藝25
• 2.1.4 熱處理工藝25-27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)工藝流程27
• 2.3 材料性能檢測(cè)及組織觀察27-29
• 2.3.1 顯微組織結(jié)構(gòu)分析27-28
• 2.3.2 力學(xué)性能檢測(cè)28-29
• 2.4 實(shí)驗(yàn)所需材料及設(shè)備儀器29-31
• 2.4.1 實(shí)驗(yàn)所用材料29
• 2.4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器29-31
• 第三章 Mo-W-Co系合金粉末的高能球磨工藝研究31-38
• 3.1 引言31
• 3.2 高能球磨工藝參數(shù)的研究31-36
• 3.2.1 球磨時(shí)間對(duì)粉末微觀形貌及粉末粒度的影響31-34
• 3.2.2 球磨轉(zhuǎn)速的影響34-36
• 3.3 本章小結(jié)36-38
• 第四章 混合粉末真空燒結(jié)組織與性能研究38-47
• 4.1 引言38
• 4.2 混合粉末真空燒結(jié)室溫組織與性能38-45
• 4.2.1 燒結(jié)樣的室溫金相組織分析38-40
• 4.2.2 燒結(jié)樣的XRD物相分析40-41
• 4.2.3 燒結(jié)樣的掃描電鏡及能譜分析41-42
• 4.2.4 燒結(jié)樣的室溫力學(xué)性能分析42-45
• 4.3 本章小結(jié)45-47
• 第五章 熱處理工藝對(duì)燒結(jié)態(tài)合金組織與性能的影響47-65
• 5.1 引言47
• 5.2 滲Si處理工藝的研究47-55
• 5.2.1 滲Si工藝對(duì)合金滲Si層及抗氧化性能的影響47-54
• 5.2.2 滲Si工藝對(duì)合金硬度及耐磨性的影響54-55
• 5.3 固溶與時(shí)效處理工藝的研究55-64
• 5.3.1 固溶和時(shí)效處理后試樣的金相組織分析55-57
• 5.3.2 固溶與時(shí)效處理后試樣的XRD物相分析57-58
• 5.3.3 固溶與時(shí)效處理后試樣的掃描電鏡及能譜分析58-61
• 5.3.4 固溶與時(shí)效處理后合金的力學(xué)性能分析61-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 第六章 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 致謝69-70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1052626