新型壓射沖頭材料的研究.pdf

1、本課題以高強(qiáng)耐磨鋁青銅為研究對(duì)象，對(duì)其組織和性能進(jìn)一步改善和提高，以替代鈹青銅成為新型壓射沖頭材料，從而解決當(dāng)前國(guó)產(chǎn)沖頭壽命較短，高性能沖頭材料依賴進(jìn)口的問題，提高壓鑄生產(chǎn)效率。
　　基于對(duì)壓射沖頭的失效分析，對(duì)常見沖頭材料的組織性能進(jìn)行對(duì)比，選擇鋁青銅作為新型壓射沖頭材料，通過成分及熔煉工藝的優(yōu)化，結(jié)合細(xì)晶強(qiáng)化及熱處理，制備出高強(qiáng)耐磨沖頭材料，并測(cè)試其耐磨性及熱疲勞抗性。目標(biāo)組織為:細(xì)化的晶粒及組織，強(qiáng)韌基體中均勻分布硬質(zhì)耐磨相

2、。方案設(shè)計(jì)為:通過控制Al含量，適當(dāng)提高組織中硬/軟相比例。Fe、Ni、Mn等元素形成κ相，并能增加β相的穩(wěn)定性。在減少Ni含量的同時(shí)，發(fā)揮Mn的固溶強(qiáng)化作用。運(yùn)用固溶時(shí)效結(jié)合細(xì)晶強(qiáng)化，提升合金強(qiáng)硬度的同時(shí)兼顧材料的塑韌性，力求達(dá)到性能要求。
　　經(jīng)過試驗(yàn)，優(yōu)化合金成分為Al10～10.5％、Fe4％、Ni1％、Mn1～2％。為提高合金力學(xué)性能，確定最佳熱處理工藝為:900℃保溫2h后水淬+375℃保溫2h后空冷。合金細(xì)化劑選用A

3、l-5Ti-B，最佳加入量為0.6％。經(jīng)優(yōu)化后合金的最終顯微組織為:β'相+少量α和γ2相構(gòu)成強(qiáng)韌基體，硬質(zhì)κ相細(xì)小彌散分布于基體之中。合金力學(xué)性能為:Rm:814MPa、Rp0.2:651MPa、A:8％、HB:336。
　　試驗(yàn)對(duì)比分析了鈹青銅、球鐵、鋁青銅的摩擦磨損和熱疲勞性能。實(shí)驗(yàn)條件下，磨損結(jié)果顯示零件處于邊界摩擦和干摩擦的混合狀態(tài)，材料耐磨性排序?yàn)?球墨鑄鐵＞試驗(yàn)鋁青銅＞鈹青銅。熱疲勞試驗(yàn)結(jié)果顯示，材料熱疲勞抗性排序?yàn)?/p>