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文檔簡(jiǎn)介
1、本課題以高強(qiáng)耐磨鋁青銅為研究對(duì)象,對(duì)其組織和性能進(jìn)一步改善和提高,以替代鈹青銅成為新型壓射沖頭材料,從而解決當(dāng)前國(guó)產(chǎn)沖頭壽命較短,高性能沖頭材料依賴進(jìn)口的問題,提高壓鑄生產(chǎn)效率。
基于對(duì)壓射沖頭的失效分析,對(duì)常見沖頭材料的組織性能進(jìn)行對(duì)比,選擇鋁青銅作為新型壓射沖頭材料,通過成分及熔煉工藝的優(yōu)化,結(jié)合細(xì)晶強(qiáng)化及熱處理,制備出高強(qiáng)耐磨沖頭材料,并測(cè)試其耐磨性及熱疲勞抗性。目標(biāo)組織為:細(xì)化的晶粒及組織,強(qiáng)韌基體中均勻分布硬質(zhì)耐磨相
2、。方案設(shè)計(jì)為:通過控制Al含量,適當(dāng)提高組織中硬/軟相比例。Fe、Ni、Mn等元素形成κ相,并能增加β相的穩(wěn)定性。在減少Ni含量的同時(shí),發(fā)揮Mn的固溶強(qiáng)化作用。運(yùn)用固溶時(shí)效結(jié)合細(xì)晶強(qiáng)化,提升合金強(qiáng)硬度的同時(shí)兼顧材料的塑韌性,力求達(dá)到性能要求。
經(jīng)過試驗(yàn),優(yōu)化合金成分為Al10~10.5%、Fe4%、Ni1%、Mn1~2%。為提高合金力學(xué)性能,確定最佳熱處理工藝為:900℃保溫2h后水淬+375℃保溫2h后空冷。合金細(xì)化劑選用A
3、l-5Ti-B,最佳加入量為0.6%。經(jīng)優(yōu)化后合金的最終顯微組織為:β'相+少量α和γ2相構(gòu)成強(qiáng)韌基體,硬質(zhì)κ相細(xì)小彌散分布于基體之中。合金力學(xué)性能為:Rm:814MPa、Rp0.2:651MPa、A:8%、HB:336。
試驗(yàn)對(duì)比分析了鈹青銅、球鐵、鋁青銅的摩擦磨損和熱疲勞性能。實(shí)驗(yàn)條件下,磨損結(jié)果顯示零件處于邊界摩擦和干摩擦的混合狀態(tài),材料耐磨性排序?yàn)?球墨鑄鐵>試驗(yàn)鋁青銅>鈹青銅。熱疲勞試驗(yàn)結(jié)果顯示,材料熱疲勞抗性排序?yàn)?/p>
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