制砖机模板表面强硬化提高其耐磨性的研究

论文摘要

工业上生产特种工业用砖的制砖机对其使用的模板要求高的耐磨性，而现有的制砖机模板耐磨性低，使用寿命短。本课题针对制砖机模板的使用情况，选用低中档的普通钢和高档的硬质工模具材料电冶钢结硬质合金，采用表面强硬化处理来提高制砖机模板表面的耐磨性，由此提高其使用寿命。本项研究选择的低碳钢为Q235钢，中碳钢为45钢，电冶钢结硬质合金为DGJW40。前二者进行微粉硼碳共渗表面强化处理，再进行淬火回火处理，后者进行强韧化处理及表面硼碳共渗处理。重点研究经处理后的模板表层的组织和性能，确定最佳的处理工艺制造新型的制砖机模板；对制作的模板到生产现场上进行实际的使用寿命实验，了解其使用情况及失效原因，进一步优化表面强化处理工艺。研究结果表明，Q235钢、45钢和DGJW40具有良好的硼碳共渗性能，通过固体粉末硼碳共渗处理后，均获得了较厚的渗层，渗层组织均匀，性能良好；共渗工艺参数影响渗层的厚度，渗层的厚度随着共渗时间的延长和共渗温度的升高而增大；共渗处理后，材料表面的硬度达1200～1600HV0.1；经生产现场检验，改进处理工艺后的模板，其使用寿命得到了大幅度的提高。但是，使用高档的电冶钢结硬质合金制成的模板，使用寿命是普通中低碳钢的10倍以上，虽然模板的成本较高，但是考虑到停机换模及表面质量等因素，建议在条件允许的情况下，尽量选用电冶钢结硬质合金。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 现代模具的特点
• 1.3 模具表面强化技术的种类及发展概况
• 1.3.1 改变表面化学成分的强化方法
• 1.3.2 不改变表面化学成分的强化方法
• 1.3.3 被覆法
• 1.4 表面强化技术的发展方向
• 1.5 制砖机的使用状况及易磨损件
• 1.6 微粉硼碳共渗表面强化处理的方法、特点及应用
• 1.6.1 微粉硼碳共渗表面强化处理的方法、特点
• 1.6.2 微粉硼碳共渗表面强化处理的应用
• 1.7 本课题的研究内容及意义
• 1.7.1 本课题的研究内容
• 1.7.2 本课题研究的意义
• 第二章 试验材料、性能测试及分析表征
• 2.1 试验材料
• 2.2 性能检测
• 2.2.1 维氏硬度（GPa）及显微维氏硬度检测
• 2.2.2 耐磨性检测
• 2.3 试验方案
• 2.4 试验仪器及设备
• 第三章 生产现场制砖机模板的失效分析
• 3.1 广东东莞某制砖机设备配件厂制砖机模板渗硼质量分析
• 3.2 本厂试样渗硼后的金相组织及分析
• 3.2.1 试样 A的渗硼层金相组织及分析
• 3.2.2 试样 B的渗硼层金相组织及分析
• 3.3 市场产品试样渗硼后的金相组织及分析
• 3.3.1 试样 C渗硼后的金相组织及分析
• 3.3.2 试样 D渗硼后的金相组织及分析
• 3.4 本厂试样的渗硼层厚度及硬度
• 3.4.1 试样 A和试样 B的渗硼层厚度
• 3.4.2 试样 A和试样 B的显微硬度
• 3.5 市场产品试样的渗硼层厚度及硬度
• 3.5.1 市场产品试样的渗硼层厚度
• 3.5.2 市场产品试样渗硼层的显微硬度
• 3.6 试样的显微硬度曲线
• 3.7 结论
• 3.8 本厂试样失效的原因
• 3.9 改进措施
• 第四章 Q235钢制砖机模板硼碳共渗工艺的实验研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料及实验方法
• 4.3 共渗层金相组织结构分析
• 4.4 共渗温度和时间对渗层厚度的影响
• 4.5 渗层的显微硬度
• 4.6 结论
• 第五章 Q235钢制砖机模板硼碳共渗表面强化最佳工艺的应用
• 5.1 引言
• 5.2 共渗方法和工艺
• 5.3 试样硼碳共渗后的显微组织
• 5.4 共渗层厚度
• 5.5 结论
• 第六章 Q235钢制砖机模板硼碳共渗表面强化处理的工艺改进
• 6.1 引言
• 6.2 改进后的硼碳共渗工艺
• 6.3 试样经硼碳共渗处理后的金相组织及渗层的厚度与硬度
• 6.3.1 共渗处理后的金相组织
• 6.3.2 渗层厚度
• 6.3.3 渗层的显微硬度
• 6.4 试样共渗后经淬火+回火后的显微组织
• 6.5 试样共渗后经淬火+回火后的显微硬度及硬度梯度
• 6.5.1 试样共渗后经淬火+回火后的显微硬度
• 6.5.2 试样淬火+回火前后的硬度梯度
• 6.6 磨损实验及分析
• 6.6.1 磨损实验
• 6.6.2 结果及分析
• 6.7 生产现场检验
• 6.8 结论
• 6.9 Q235钢制砖机模板硼碳共渗表面强化处理小结
• 第七章 45钢制砖机模板硼碳共渗表面强化工艺研究及应用
• 7.1 引言
• 7.2 实验材料与实验工艺
• 7.3 实验结果与分析
• 7.3.1 显微组织及分析
• 7.3.2 渗层的厚度及硬度
• 7.3.2.1 渗层的厚度
• 7.3.2.2 渗层的硬度
• 7.4 抗磨损性能实验
• 7.4.1 磨损实验
• 7.4.2 结果及分析
• 7.5 生产现场检验
• 7.6 结论
• 第八章 钢结硬质合金 DGJW40制砖机模板硼碳共渗表面强化工艺研究及应用
• 8.1 引言
• 8.2 实验方法及过程
• 8.3 实验结果及分析
• 8.3.1 共渗层的显微组织
• 8.3.2 渗层厚度
• 8.3.3 渗层硬度测试分析
• 8.3.4 渗层的相分析
• 8.4 磨损实验
• 8.4.1 磨损实验条件
• 8.4.2 磨损实验结果及分析
• 8.5 结论
• 第九章 对低中高三种不同档次制砖机模板硼碳共渗表面强化处理的使用性能和经济性分析
• 9.1 三种不同档次的模板材料的耐磨性分析
• 9.1.1 磨损实验
• 9.1.2 结果及分析
• 9.2 生产厂家对模板的需求情况
• 9.3 本课题的研究成果
• 9.4 全文小结
• 参考文献
• 硕士期间发表论文情况