熱鍛模模膛高頻熔覆MoSi-,2--Ni基耐熱層的應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、鍛制鋼質(zhì)鍛件的熱鍛模，其正常失效的表現(xiàn)形式主要是熱疲勞磨損和塑性變形，失效發(fā)生的部位在模膛表面及近表面層。長期的實踐證明，現(xiàn)有的均質(zhì)熱鍛模具鋼均難以滿足熱鍛模模膛表面及近表面層的使用性能要求，所產(chǎn)生的熱鍛模使用壽命問題，至今仍未取得顯著進展。緩解熱應(yīng)力的梯度材料技術(shù)和表面工程技術(shù)為解決熱鍛模使用壽命問題提供了新的思路新的方法。本文應(yīng)用高頻熔覆技術(shù)在熱鍛模模膛表面制備出金屬陶瓷耐熱耐磨層，就是解決熱鍛模模膛表面強化問題的一種探索性實驗研究

2、。 ⑴闡述了國內(nèi)外對熱鍛模方面的發(fā)展?fàn)顩r，著重介紹了熱鍛模的幾種典型失效形式，以及熱物性參數(shù)對熱鍛模壽命的影響。然后介紹了高頻熔覆技術(shù)的發(fā)展、原理及其工藝方法等。 ⑵設(shè)計了一個高頻熔覆試驗，試驗研究用的基體材料W6Mo5Cr4V2，是根據(jù)相關(guān)研究確定的熱鍛模模體梯度材料結(jié)構(gòu)中模膛近表層材料的一種。在相同的高頻熔覆參數(shù)條件下，以不同的陶瓷粉末和自熔合金粉末配比及不同的預(yù)置粉塊厚度，通過高頻感應(yīng)加熱進行熔覆，制得了相應(yīng)的覆層

3、試樣。然后對各試樣進行了微觀分析，包括金相顯微分析、X射線衍射分析、以及顯微硬度檢測，選出了合理的粉末材料配比以及預(yù)置熔覆粉塊的厚度。同時還對覆層的3個熱物性參數(shù)（材料的熱膨脹系數(shù)α、材料的熱導(dǎo)率k和材料的比熱容c）進行了測定，并對所測結(jié)果進行了分析討論，選出了參數(shù)最為優(yōu)異的熔覆層試樣。 ⑶對試驗結(jié)果進行綜合分析后，得出了相關(guān)結(jié)論。熔覆層粉塊的預(yù)置厚度、熔覆層粉末的不同配比對熔覆層的微觀組織、顯微硬度和熱物性參數(shù)有著非常重要的影

4、響。在其它條件一定的情況下，熔覆層的預(yù)置厚度T=1.5mm時，由于基體材料的過多熔化，所得熔覆層的表面硬度提高很小，起不到表面強化的效果；熔覆層的預(yù)置厚度T=3mm時可以得到表面硬度較高的熔覆層，能夠起到表面強化的作用。熔覆層合金粉末的配比對覆層的顯微組織、顯微硬度及熱物性參數(shù)有很大的影響。在粉塊預(yù)置厚度T=3mm時，粉末配比為15％/85％、25％/75％和35％/65％（MoSi2/Ni60A）的覆層硬度逐漸增大，覆層組織均比較細密

5、，其中彌散分布的硬質(zhì)相顆粒的數(shù)量也逐漸增多，并且其覆層和基體鋼之間形成了較好的冶金結(jié)合。而粉末配比為45％/55％（MoSi2/Ni60A）的覆層組織則存在明顯的缺陷，覆層的顯微硬度值也不穩(wěn)定，測量值的波動比較大，并且其熔覆層和基體鋼之間未形成良好的冶金結(jié)合層。最后對配比為25％/75％和35％/65％（MoSi2/Ni60A）的覆層進行了熱膨脹系數(shù)α、熱導(dǎo)率k和比熱容c的測定，通過對測定值的分析比較，得出了配比為35％/65％的熔覆層