本文關(guān)鍵詞：Cr12型冷作模具鋼滲硼工藝及性能

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【摘要】：冷作模具一般應(yīng)用于承載壓力大、摩擦?xí)r間長(zhǎng)的惡劣環(huán)境中,經(jīng)常未達(dá)到使用壽命而過早失效。常規(guī)熱處理已不能滿足實(shí)際需求,考慮到滲硼表面處理具有易于控制、成本低廉和設(shè)備簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn),因此,采用粉末法對(duì)Cr12型冷作模具鋼進(jìn)行固體滲硼處理,以獲得良好致密性、較大厚度和低脆性的滲硼層為目標(biāo),最終達(dá)到延長(zhǎng)零件使用壽命的目的。首先,尋找最優(yōu)滲劑配方,通過正交試驗(yàn)確定最佳滲硼工藝。然后,將滲劑配方推廣應(yīng)用于其他冷作模具鋼種Cr12MoV,結(jié)合Cr12鋼,全面考察滲硼層各項(xiàng)性能,如硬度、斷裂韌性和耐磨性等。為掌握滲硼規(guī)律及特點(diǎn),分別對(duì)Cr12鋼和Crl2MoV鋼進(jìn)行滲硼動(dòng)力學(xué)研究,計(jì)算硼原子生長(zhǎng)速率常數(shù)和擴(kuò)散激活能,繪制滲硼層等厚曲線圖,為實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用提供理論依據(jù)。實(shí)驗(yàn)得到最優(yōu)滲劑配方為5% B4C+20% Na2B4O7+65% Na3AlF6+10% C,具體滲硼工藝要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求來不斷調(diào)整,其中Crl2MoV鋼所需滲硼溫度相對(duì)較高。Cr12鋼滲層表面以Fe2B相為主,硬度約1714HV/0.2;Cr12MoV鋼以FeB相為主,硬度約1400HV/0.2。在夾縫組織和過渡區(qū)指狀硼化物前沿均檢測(cè)到Cr7C3相和大量C原子以及少量B原子。隨著溫度升高和保溫時(shí)間延長(zhǎng),滲層斷裂韌性不斷降低。不同工藝條件下Cr12MoV鋼滲層斷裂韌性范圍為2.97～6.43 MPa·m1/2;同樣條件下,其滲層斷裂韌性小于Cr12鋼。室溫下,Crl2MoV鋼滲硼后耐磨性優(yōu)于Cr12鋼,隨著溫度的升高,摩擦系數(shù)有減小的趨勢(shì)。計(jì)算得到Cr12鋼和Crl2MoV鋼硼原子擴(kuò)散激活能分別為224.68kJ/mol和236.87kJ/mol。
【關(guān)鍵詞】：Cr12 粉末法滲硼 滲劑 滲硼動(dòng)力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG161
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 前言9-20
• 1.1 冷作模具失效特征9-11
• 1.1.1 冷作模具的工作條件9-10
• 1.1.2 冷作模具常見失效形式10-11
• 1.2 模具壽命影響因素11
• 1.3 Cr12型冷作模具鋼簡(jiǎn)介11-13
• 1.4 Cr12型冷作模具鋼滲硼處理13-15
• 1.5 滲硼層組織及性能15-17
• 1.6 Cr12型模具鋼固體滲硼研究現(xiàn)狀17-18
• 1.7 滲硼動(dòng)力學(xué)18
• 1.8 課題研究目的及主要內(nèi)容18-20
• 2 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備及方法20-24
• 2.1 粉末法固體滲硼實(shí)驗(yàn)材料20
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備20
• 2.3 實(shí)驗(yàn)流程及方法20-24
• 2.3.1 滲硼方法21-22
• 2.3.2 性能測(cè)試22-23
• 2.3.3 滲硼動(dòng)力學(xué)分析23-24
• 3 Cr12型模具鋼固體滲硼劑的研究24-36
• 3.1 最佳滲劑組成24-30
• 3.1.1 還原劑對(duì)滲硼層影響24-27
• 3.1.2 活化劑對(duì)滲硼層影響27-28
• 3.1.3 供硼劑對(duì)滲硼層影響28-30
• 3.2 最優(yōu)滲劑配比30-33
• 3.3 最適宜滲硼工藝33-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 4 滲硼層組織與性能36-58
• 4.1 滲硼層金相顯微組織36-39
• 4.2 滲硼層XRD物相組成39-40
• 4.3 滲硼層顯微形貌與能譜分析40-44
• 4.3.1 Cr12顯微形貌與能譜分析40-43
• 4.3.2 Cr12MoV顯微形貌與能譜分析43-44
• 4.4 滲硼層顯微硬度44-45
• 4.5 滲硼層斷裂韌性45-48
• 4.6 熱處理對(duì)滲硼層組織與性能的影響48-52
• 4.6.1 熱處理對(duì)Cr12滲硼層組織與性能的影響48-51
• 4.6.2 熱處理對(duì)Cr12MoV滲硼層組織與性能的影響51-52
• 4.7 滲硼層的耐磨性52-57
• 4.7.1 Cr12鋼滲硼層耐磨性測(cè)試52-54
• 4.7.2 Cr12MoV鋼滲硼層耐磨性測(cè)試54-57
• 4.8 本章小結(jié)57-58
• 5 滲硼層動(dòng)力學(xué)分析58-63
• 5.1 不同滲硼工藝對(duì)滲層厚度的影響58-59
• 5.2 Cr12和Cr12MoV滲硼層動(dòng)力學(xué)曲線59-61
• 5.3 本章小結(jié)61-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 致謝67-68
• 附錄68

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：537128