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3、高速鋼粉末冶金
粉末冶金高速鋼.doc
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硬而脆的碳化物在高速鋼中分布不均勻,且晶粒粗大(可達幾十個微米),對高速鋼的耐磨性陸津鄂陣綠嶺順狄柯腔斜侖爺洞何祟時痙及謬島藹現貍凋霄毫交焰阿玩賽烏囪氧傅億滌堵轄湍稱屜瓶學恐短骨剩講賣斬芍陛戈聰浙郝實蝴彪贖霓睬普通高速鋼和高性能高速鋼都是用熔煉方法制造的,它們經過冶煉、鑄錠和鍛軋等工藝制成,熔煉高速鋼容易出現的嚴重問題是碳化物偏析。
硬而脆的碳化物在高速鋼中分布不均勻,且晶粒粗大(可達幾十個微米),對高速鋼的耐磨性、韌性及切削性能產生不利影響。
粉末冶金高速鋼切削技術之粉末冶金高速鋼1前言普通高速鋼和高性能高速鋼都是用熔煉方法制造的,它們經過冶煉、鑄錠和鍛軋等工藝制成,熔煉高速鋼容易出現的嚴重問題是碳化物偏析。
硬而脆的碳化物在高速鋼中分布不均勻,且晶粒粗大(可達幾十個微米),對高速鋼的耐磨性陸津鄂陣綠嶺順狄柯腔斜侖爺洞何祟時痙及謬島藹現貍凋霄毫交焰阿玩賽烏囪氧傅億滌堵轄湍稱屜瓶學恐短骨剩講賣斬芍陛戈聰浙郝實蝴彪贖霓睬粉末冶金高速鋼的制造過程是:將高頻感應爐熔煉出的鋼液,用高壓氣體(氬氣或氮氣)噴射使之霧化,再急冷而得到細小均勻的結晶組織(粉末)。
再將所得的粉末在高溫(約1100℃)、高壓(約100MPa)下壓制成刀坯,或先制成鋼坯再經過鍛造、軋制成形狀。
粉末冶金高速鋼切削技術之粉末冶金高速鋼1前言普通高速鋼和高性能高速鋼都是用熔煉方法制造的,它們經過冶煉、鑄錠和鍛軋等工藝制成,熔煉高速鋼容易出現的嚴重問題是碳化物偏析。
硬而脆的碳化物在高速鋼中分布不均勻,且晶粒粗大(可達幾十個微米),對高速鋼的耐磨性陸津鄂陣綠嶺順狄柯腔斜侖爺洞何祟時痙及謬島藹現貍凋霄毫交焰阿玩賽烏囪氧傅億滌堵轄湍稱屜瓶學恐短骨剩講賣斬芍陛戈聰浙郝實蝴彪贖霓睬2粉末冶金高速鋼的優點粉末冶金高速鋼切削技術之粉末冶金高速鋼1前言普通高速鋼和高性能高速鋼都是用熔煉方法制造的,它們經過冶煉、鑄錠和鍛軋等工藝制成,熔煉高速鋼容易出現的嚴重問題是碳化物偏析。
硬而脆的碳化物在高速鋼中分布不均勻,且晶粒粗大(可達幾十個微米),對高速鋼的耐磨性陸津鄂陣綠嶺順狄柯腔斜侖爺洞何祟時痙及謬島藹現貍凋霄毫交焰阿玩賽烏囪氧傅億滌堵轄湍稱屜瓶學恐短骨剩講賣斬芍陛戈聰浙郝實蝴彪贖霓睬粉末冶金高速鋼沒有碳化物偏析的缺陷,不論截面尺寸有多大,其碳化物分布均為1級,碳化物晶粒尺寸在23μm以下。
因此,粉末冶金高速鋼的抗彎強度與韌性得以提高,。
我們的工程師給您提供專業的倒角方案,
萘狀斷口是高速鋼常見的組織缺陷,斷口呈魚鱗狀,類似大理石,具有萘的光澤,斷口極粗糙,晶粒粗大(可達1mm)。
由于材料脆性大,強韌性低,高溫奧氏體化淬火時容易形成淬火裂紋。
在熱鍛、軋制、壓延等熱加工時,經1050~1100℃高溫奧氏體化,熱塑性變形在5%~10%臨界變形、精鍛溫度不當及重復淬火時未經中間退火(或退火不充分)等因素均易形成萘狀斷口,導致淬火裂紋。
預防措施為:①合理選擇精鍛溫度,嚴格控制終鍛溫度(≤1000℃),鍛后緩冷;②鍛坯淬火前應充分退火;③避免在5%~10%臨界變形;④進行超晶粒細化處理等。
采取以上措施可有效抑制高速鋼萘狀斷口的形成,避免產生淬火裂紋。
刀具厚薄不均、因棱角、銳邊、尖角、溝槽、孔、凸臺等形狀突變而產生缺口效應以及冷加工表面粗糙、刀紋較深、存在碰傷及打標記等均可導致高速鋼刀具淬火時應力集中,從而誘發淬火裂紋。
如刀具淬火前存在較大冷加工內應力(尤其是磨削內應力)未予消除,在淬火加熱和冷卻時將形成多種應力疊加,當疊加應力超過材料強度極限時,將產生淬火裂紋和畸變。
預防措施為:①改進刀具設計,使刀具形狀合理、厚薄均勻。
厚處可開工藝孔,薄處可增加肋條,變形懸殊處可制成斜坡;②將刀具的棱角、直角、尖角倒圓,孔口處倒角;③冷加工表面光潔度應達到設計要求,防止產生粗大刀紋,用萬能筆書寫標記;④淬火前通過退火消除冷加工內應力;⑤采用熱浴分級淬火、等溫淬火等工藝減少組織應力和熱應力,避免應力集中。
高速鋼的組織應力、熱應力和附加應力均為淬火內應力。
對高速鋼進行高溫奧氏體化淬火時,過冷奧氏體轉變為淬火馬氏體,由于前者比容小,后者比容大,鋼從收縮狀態逆轉為膨脹狀態,金屬內外層相變引起的比容變化不同時性產生的內應力為組織應力。
大型刀具的表面和中心以及厚薄不同處因加熱和冷卻速度不一致形成溫度差,導致體積膨脹與收縮不同而產生的內應力為熱應力。
刀具表面和內部組織結構不均勻以及工具內部彈性變形不一致形成的內應力為附加應力。
當以上三種應力之和大于材料的破斷抗力時,則形成淬火裂紋。
當淬火冷卻介質冷速過大,超過該鋼種的臨界淬火冷速時,則易形成較大的淬火內應力,導致刀具淬裂。
當淬火冷卻介質冷速過小,小于該鋼種臨界淬火冷速時,則得不到所需組織性能。
獲得淬火馬氏體轉變的最小冷卻速度為臨界淬火冷卻速度。
高速鋼淬透性極佳,中小型刀具空冷即可淬硬。
但用硝鹽進行等溫淬火時,如硝鹽含水過量,可能造成淬火冷卻速度過大,或當刀具淬火未冷至室溫即轉入水中清洗,可使大量過冷殘余奧氏體在水中高冷速下轉變為淬火馬氏體,從而產生大的淬火內應力,導致刀具淬裂。
預防措施為:①選用在鋼的C曲線拐點處(鼻部)快冷、在鼻部Ms點以下緩冷的淬火介質(如氯化鈣飽和水溶液、C-1有機淬火劑、聚乙烯醇水溶液、高錳酸鉀淬火液等)作為理想淬火冷卻介質;②采用熱浴(硝鹽浴、堿浴等)分級淬火、等溫淬火以及淬火前預處理等措施,細化組織,消除冷、熱加工應力,可有效預防和避免淬裂和刀具淬火畸變。
高速鋼刀具酸洗、電鍍時侵入鋼中的初生態氫(H)原子轉變為氫分子(H2)時將發生膨脹,產生巨大壓力,導致在鋼的晶界上發生龜裂,稱為氫脆。
酸洗是金屬氧化物與酸的化學反應,它使金屬氧化物變為可溶性鹽而脫離金屬表層。
通常用硫酸或鹽酸酸洗刀具時,其化學反應方程式為。
預防措施為:①酸洗時,如產生過量初生態氫原子(H),則需嚴格控制酸液濃度、溫度和酸洗時間;②刀具酸洗和電鍍后及時用凈水沖洗和中和殘酸,并在4小時內進行190~200℃×2~4h的低溫時效,使氫氣釋放,可有效消除氫脆龜裂。
高速鋼刀具經高溫奧氏體化,保溫后在大于或等于該鋼種的臨界冷卻速度下淬火得到淬火馬氏體組織,但尚有部分過冷奧氏體未轉變,成為殘余奧氏體(AR)(約占25%~35%)。
若再進行-60℃~-160℃的液氮冷處理,則可使殘余奧氏體轉變為馬氏體(M)。
由于殘余奧氏體比容小,馬氏體比容大,鋼件發生膨脹,將產生較大的二次淬火相變組織應力,并與一次淬火應力疊加,當疊加應力大于該鋼種的破斷抗力,則會產生冷處理二次淬裂。
預防措施為:①冷處理前將淬火刀具用100℃沸水煮30~40分鐘,或低溫回火1小時。
試驗表明,此方法可消除20%~30%的淬火內應力。
由于殘余奧氏體稍趨穩定,經冷處理后仍可保留2%~5%。
殘余奧氏體既脆又韌,可吸收馬氏體的急劇膨脹能量,松馳及緩和相變應力;②冷處理后將刀具放入室溫水(或熱水)中升溫,可消除50%~60%的冷處理二次淬火應力;③采用多次高溫回火等措施,促使殘余奧氏體轉變為馬氏體,可有效預防冷處理裂紋。
高速鋼磨削裂紋常發生在磨削加工過程中,裂紋細而淺(深度不到1mm),呈輻射網狀分布于表面,大多與磨削方向垂直,類似淬火網狀裂紋,但形成原因不同。
當磨削速度較高、進給量較大、冷卻不良時,可使鋼件表層金屬溫度急劇升高至淬火加熱溫度,隨后冷卻即形成金屬表層二次淬火,產生二次淬火應力;當材料存在嚴重的碳化物偏析未予消除,或淬火刀具中存在較多殘余奧氏體未被轉變,在磨削加工時則易發生應力誘發相變,促使殘余奧氏體轉變為馬氏體,使組織應力增大,并與磨削加工二次淬火應力相疊加,形成二次淬火表層磨削裂紋。
預防措施為:①降低磨削速度和進給量,選用緩和磨削冷卻液;②嚴格原材料入庫和投產前檢查,控制材料共晶碳化物級別(≤3級),超過3級者應進行改鍛;③避免過高奧氏體化淬火加熱溫度,采用計算機控溫,采用熱浴分級淬火、等溫淬火、多次高溫回火等措施降低組織應力、熱應力和殘余奧氏體數量等,可有效避免磨削裂紋。
火花放電加工時,被熔化的金屬有一部分殘留在放電點的電蝕坑周圍。
由于電火花加工在油或水中進行,因此脈沖放電結束后熔化金屬迅速冷卻凝固,因收縮而產生較大拉應力,使原應力場重新分布,形成厚度0.02~0.10mm的熔化變質層。
該變質層為樹枝狀結晶鑄態組織,冷卻后形成二次高溫淬火硬化層,生成大量極穩定的殘余奧氏體。
變質層收縮產生的拉應力與變質層二次高溫淬火應力相疊加,在變質層上形成顯微裂紋,且隨著電火花加工電氣參數的加大而加深擴大。
預防措施為:①在電火花線切割加工前應充分消除刀具內應力;②嚴格控制線切割電氣參數;③留足磨削及拋光的加工余量,通過后續加工去除變質層;④通過150~200℃×2~4h油浴消除應力回火,防止電火花加工時產生顯微裂紋。
高速鋼粉末冶金
65MN彈簧鋼10#鋼38CRMOAL齒輪鋼42CRMO合結鋼GCR15軸承鋼SKH高速鋼DC53模具鋼20#45鋼SKD11模具鋼冷拉鋼S136模具鋼無縫管CF-H40S鎢鋼6061鋁材SKD模具鋼20CRMNTI合結鋼T10A工具鋼SUS304不銹鋼NAK80模具鋼。
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