大型压铸模具新材料制备工艺的研究

论文摘要

要发挥材料特性,获得理想模具寿命,研究材料的制备技术十分重要。于是,从“提高纯净度”、“消除一次碳化物”及“细化晶粒”三方面研究HHD钢的制备工艺。利用光谱仪、金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪及冲击试验机等进行微观分析和性能测试。研究表明,为获得纯净的HHD钢,需要二次电渣重熔。在此精炼下,杂质元素S含量降低,控制在0.0020%左右,大大减少了硫化物夹杂,粗大夹杂颗粒变细小,分布均匀,夹杂物级别由原始的>5.0级提高到1.5级,组织比较洁净,无缺口冲击韧性稳定。为消除一次碳化物,选用1230℃×14h进行高温扩散比较合理。结果表明,在1230℃×14h、1210℃×30h、1190℃×40h及1170℃x45h四个工艺参数中,1230℃×14h氧化率最低,但晶粒明显长大,在1级以上。因此,对HHD钢进行了1080℃正火预处理,晶粒度达到6级。研究结果表明,HHD钢比较合理的制备工艺为中频冶炼+炉外精炼+二次电渣重熔+1230℃×14h高温扩散+多向锻造+1080℃正火预处理。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 选题的目的及意义
• 1.2 压铸模具的失效形式
• 1.2.1 热疲劳
• 1.2.2 侵蚀或冲刷
• 1.2.3 整体断裂
• 1.3 国内外纯净钢生产技术的进展
• 1.3.1 国外纯净钢生产技术的研究
• 1.3.1.1 低硫钢生产技术
• 1.3.1.2 低磷钢生产技术
• 1.3.1.3 低氮钢生产技术
• 1.3.1.4 转炉生产技术
• 1.3.1.5 炉外精炼生产技术
• 1.3.2 国内纯净钢生产技术的研究
• 1.4 模具钢的制备技术
• 1.4.1 中频冶炼及炉外精炼
• 1.4.2 电渣重熔工艺
• 1.4.3 高温扩散工艺
• 1.4.4 晶粒细化工艺
• 1.5 论文主要研究内容
• 第二章 实验方法
• 2.1 实验用钢的制备
• 2.1.1 实验用钢的制备设备
• 2.1.2 实验用钢的制备工艺
• 2.1.3 试样的制备
• 2.2 热处理
• 2.3 分析与测试方法
• 2.3.1 微观分析
• 2.3.2 性能分析
• 第三章 压铸模具钢HHD纯净化工艺的研究
• 3.1 实验方法
• 3.2 实验结果与讨论
• 3.2.1 电渣重熔对化学成分的影响
• 3.2.2 电渣重熔对夹杂物的影响
• 3.2.3 电渣重熔对组织的影响
• 3.2.4 电渣重熔对性能的影响
• 3.3 本章小结
• 第四章 压铸模具钢HHD高温扩散工艺的研究
• 4.1 实验方法
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 实验方案
• 4.2 实验结果与讨论
• 4.2.1 HHD钢组织分析
• 4.2.1.1 铸态组织分析
• 4.2.1.2 高温扩散退火组织分析
• 4.2.2 HHD钢晶粒度分析
• 4.2.3 HHD钢氧化率分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 压铸模具钢HHD晶粒细化工艺的研究
• 5.1 实验方法
• 5.2 实验结果与讨论
• 5.2.1 晶粒度分析
• 5.2.2 组织分析
• 5.2.3 对冲击韧性的影响
• 5.3 压铸模具钢HHD的实际应用
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发展的学术论文和参加科研情况