铜元素对耐蚀性塑料模具钢性能的影响

上海大学硕士学位论文铜元素对耐蚀性塑料模具钢性能的影响姓名：耿鸿明申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：吴晓春20071101://cn.plasticmould.net/://cn.plasticmould.net/://cn.plasticmould.net/://cn.plasticmould.net/://cn.plasticmould.net/://cn.plasticmould.net/://cn.plasticmould.net/://cn.plasticmould.net/://cn.plasticmould.net/://cn.plasticmould.net/铜元素对耐蚀性塑料模具钢性能的影响作者：耿鸿明学位授予单位：上海大学相似文献(4条)1.期刊论文张洪奎.吴晓春.耿鸿明.ZhangHongkui.WuXiaochun.GengHongming铜元素对耐腐蚀模具钢4Cr16Mo性能的影响-上海金属2008,30(2)通过车削试验、浸泡试验和极化曲线,以及高温热模拟试验研究了铜对4Cr16Mo不锈模具钢切削性能、耐腐蚀性能以及锻造性能的影响.研究表明铜元素显著提高了4Cr16Mo钢的切削性能,同时其耐腐蚀性能也有所提高,但会降低钢的锻造性能.通过热模拟试验确定了含铜4Cr16Mo不锈钢的合理锻造参数.2.学位论文张洪奎新型耐腐蚀易切削模具钢研究2008随着国内外制造业广泛采用精密冲压、压力铸造、冷挤压、热挤压等模具成型无切削、少切削工艺，使得模具行业在世界范围内得到了迅速发展。由于模具形状复杂，加工精度要求高，加工难度大，因此，要求模具钢要有良好的加工性能。此外，某些塑料如聚氯乙烯、氟塑料、阻燃性ABS等，会分解出氯化氢、氟化氢、二氧化硫等腐蚀性气体，对模具有一定的腐蚀作用，因此要求此类塑料制品的模具应具有耐腐蚀性能，此类模具钢代表钢号为4Cr13和4Cr16Mo。对于耐腐蚀模具钢而言，传统的硫系易切削钢虽然具有良好的切削性能，但是却降低了材料的耐腐蚀性能和热塑性，并带来各项异性。高温下MnS或(Fe．Mn)沿晶界沉淀，MnS易溶于酸性氯化物溶液，常成为腐蚀源导致耐点腐蚀和缝隙腐蚀性能下降。因此，开发耐腐蚀性能和易切削性能具佳的模具钢将成为模具钢的新发展方向。本文利用SDT-Q600差热分析仪和DIL805A相变仪分析了铜元素对4Cr16Mo钢相变的影响；采用硬度测量，金相组织观察，X射线，电子显微镜研究了4Cr16Mo钢的时效处理工艺，利用浸泡腐蚀、盐雾腐蚀以及极化曲线对4Cr16Mo钢及4Cr16MoCu钢的耐腐蚀性能进行了对比研究。通过车削试验、铣削试验和钻削试验研究了铜元素对4Cr16Mo钢切削加工性能的影响。利用高分辨透镜和扫描电镜对4Cr16MoCu钢中的易切削相进行了观察，进而提出了铜提高塑料模具钢切削性能的机理。利用GLEEBLE试验机研究了4Cr16Mo和4Cr16MoCu的高温热塑性。主要研究成果包括以下几个方面：1．4Cr16Mo钢中添加合金元素Cu，可显著提高切削性能，同时减少刀具磨损量达70％；切屑厚度小，切屑颜色浅，切削热小。Cu含量为1.4％的4Cr16MoCu综合切削性能最好。2．4Cr16Mo钢中添加合金元素Cu可显著提高抗C1-1介质腐蚀性能。在10％盐酸介质中的腐蚀速率可降低60％；在5％NaCl溶液盐雾腐蚀试验中表现出了极佳的耐点蚀性能，腐蚀面积减少60％以上。3．4Cr16MoCu．经1050℃固溶处理后，再经650℃时效处理之后的析出物主要是M23C6型碳化物和富铜相，富铜相大小为10nm左右，呈均匀、细小、弥散状态分布在基体当中，富铜相中的碳元素含量相当的高，质量百分数为37.5％，原子百分数为76％。碳元素以典型的2H石墨形式存在，富铜相实际为富铜-石墨相。铜．石墨复合相以铜为中心，石墨分布于铜的周围。铜-石墨复合相中的石墨能在刀具的切削刃上形成一层固体润滑膜润滑刀具，隔断了刀具与材料的直接接触，降低了刀具的磨损。提高了材料的切削性能。4．高温拉伸和压缩试验结果表明，铜含量越高，钢的热变形性能越差。4Cr16Mo钢在900℃以上变形时，变形抗力明显减小；而4Cr16MoCu1.4钢在950℃以上变形时，变形抗力才明显减小。4Cr16Mo钢的终锻温度为900℃即可；而4Cr16MoCu1.4钢的终锻温度不能低于950℃。5．4Cr16Mo添加Cu元素之后回火稳定性有所提高，回火温度至少高出50℃。为达到塑料模具钢的硬度要求(HRC30～38)，需要在600℃以上温度下进行回火。本课题通过在塑料模具钢4Cr16Mo中添加Cu元素，在改善切削性能的同时也提高了耐腐蚀性能和抛光性能，克服了传统易切削钢的不足之处，做到了切削性能和耐腐蚀性能及抛光性能的兼顾。3.会议论文李小军.吴晓春.汪宏斌.闵永安.耿鸿明.张洪奎铜提高耐蚀型塑料模具钢切削性能的机理2008对耐蚀性塑料模具钢4Cr16MoCu9(马氏体型不锈钢)进行了切削性能试验。采用扫描电镜(SEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)对4Cr16MoCu进行了显微组织观察并分析了其易切削相。结果表明：铜元素的加入提高了4Cr16Mo不锈钢的切削性能，达到了含硫4Cr16Mo不锈钢的水平。在基体中分布有大小约为10tim的铜一石墨复合易切削相，其中碳元素(石墨)的原子分数高达76％，其余为单质铜。铜一石墨复合相能够起到固体润滑剂的作用润滑刀具，在刀具的切削刃上形成一层固体润滑膜，降低切削过程中的切削热和刀具的磨损，从而提高了4Cr16Mo不锈钢的切削性能。4.学位论文李羽铜合金压铸成形技术的研究200721世纪工业正向着节能化和高效率方向发展，在追求降低零部件生产成本和提高效率的过程中，人们对材料的成型方法有着更深的重视。由于铜合金零部件具有良好的耐腐蚀性和再生率高等优点，铜合金零部件应用领域也在不断扩展。针对铜合金以往的离心铸造方法的缺陷和铜合金压铸模具寿命低等原因，本课题采用压铸技术，对铜合金压铸工艺和模具的热疲劳性能进行了研究。本文首先对HPb59-1铜合金试棒进行了压铸试验，研究了压铸工艺对铜合金力学性能的影响，并且得到一组最佳的压铸工艺：浇注温度为970±5℃，模具温度为240～280℃，快压射速度为5.5m/s，增压比压为50MPa。在此基础上，对铜合金轴承保持器进行了生产试验，采用上述工艺参数压铸试件，保证了铸件的力学性能，考虑到压铸后铸件容易产生内部气孔等缺陷，加入了真空系统，使得在压铸前模具形腔基本处于真空状态，最终基本解决了产品内部缺陷问题，得到良好的保持器件。重点研究了铜合金压铸模具的热疲劳失效问题，以影响模具寿命的最主要因素-热疲劳性能为出发点，采用盐浴热疲劳试验法为手段，对标准的H13模具钢梅氏试样进行了热疲劳研究试验。通过对不同前处理的试样失效裂纹的比较分析确定了H13模具钢的最佳前期热处理工艺：淬火1020℃、回火640℃。在对试验过程中经铜合金液腐蚀试样的结果分析中，发现铜元素对裂纹扩展有着很深的影响。一方面表现在铜与模具钢表面的其他元素形成不稳定相，该相在高温下脆化并且破裂，以促进裂纹扩展，另一方面，由于铜元素比较活泼，高温下很容易被氧化，使得模具钢表面孕育很多裂纹源。而在研究Pb的影响中，我们发现Pb在高温下熔化并富集在裂纹前端，进而加速裂纹的扩展。合金元素的加入在一定程度上能改善模具钢的热疲劳性能，其中本试验加入的铬元素就很大程度的提高了模具的寿命，推迟了热裂纹的扩展，主要表现在铬的含量的增加后，铬元素与钢中其他元素在高温下形成了硬质相，该相具有固溶强化的作用，进而推迟裂纹的扩展。本文链接：授权使用：吕先竟(wfxhdx)，授权号：bd1b942a-aa62-485d-b529-9e3a00aedf2d下载时间：2010年11月26日