提高模具裸努、刀具使用壽命的新方法
金屬材料和非金屬的不穩(wěn)定性(組織變態(tài)和加工產(chǎn)生內(nèi)應力)造成生產(chǎn)的不穩(wěn)定症脂,過度依賴工人织鲸,一直困擾業(yè)界句占。
超冷技術是材料在熱處理后沪摄,唯一可使用在已經(jīng)成型的工具、刀具纱烘、零件的處理工藝杨拐,可以穩(wěn)定材料的精密尺寸,提高材料的耐磨性能擂啥,恢復材料的機械性能哄陶。
超冷技術對材料的處理不僅限于材料的表面處理,而且滲透于材料內(nèi)部組織运诺,體現(xiàn)的是整體效應做法,特別是對切削工具的重磨,不影響組織結構幢垮,可以反復使用反饲,其可重復使用性能明顯優(yōu)于涂層技術。超冷處理技術同時對工件能有效的減少淬火應力和增強尺寸穩(wěn)定的性能邓刻。
傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)競爭力在面臨工業(yè)結構的轉型與升級堵闪,必須做出正確的改變。產(chǎn)品品質的保證將由競爭條件轉變?yōu)樯鏃l件锦是。工業(yè)產(chǎn)品的效能的提高涤玷,是工業(yè)人士所面臨的課題。然而金屬材料的基礎工程顯得更加重要漓琢,熱處理的基礎工作讓工業(yè)產(chǎn)品的品質未臻完善称几,雖然熱處理賦予金屬材料生命,但是未給予壽命與效能稿施。完整的基礎的工程除前面的熱處理外疫稿,尚包括后續(xù)的金屬超冷處理,才是保證產(chǎn)品品質的基礎工作鹃两。金屬超冷處理將是金屬產(chǎn)品品質的唯一選擇遗座。
超冷應用行業(yè)包括:精密沖壓模具、納米材料、精密塑膠模具途蒋、切削刀具拔鹰、滾齒刀峦椰,鋁合金材料、硬質合金切削刀具/夾具、粉末冶金模具等症影。
超冷處理針對高速鋼
在超冷處理過程中纱轨,金屬中大量殘余奧氏體轉變?yōu)轳R氏體趟薄,將過飽和的亞穩(wěn)定馬氏體降低其飽和度贱枣,降低微觀應力,析出彌散日麸,而且析出彌散的超細小碳化物在材料塑性變形時有效的阻礙錯位運動寄啼,從而有效的強化了基體組織。由于超微細碳化物顆粒均勻分布在馬氏體上代箭,有效的強化晶界诬簇,從而改善了高速鋼的性能,使抗沖擊韌性人薯、紅硬性芜既、耐磨性都有大幅提升。
超冷處理針對硬質合金
在超冷處理過程中吸辑,有效的將硬質合金中的內(nèi)部應力的有效調整庵锰,減少鈷產(chǎn)生的拉伸應力,增強產(chǎn)生微裂紋的阻力串飘,有效的減低微裂紋的產(chǎn)生陪孩,從而提高了抗疲勞強度、韌性钳砰,同時增強了鈷對碳化鎢的結合性能盅妹,有效降低碳化物的剝離,有效提高了耐磨性能许话。不會發(fā)生組織變態(tài)的硬質合金經(jīng)超冷處理 后可以顯著的增加材料工件的使用壽命羔俭,確切的是硬質合金的組織會更加致密,同時促進時效 (aging)稍途,增加塑性變形的阻抗阁吝,單次使用除增加30%到5倍的壽命外,積碳層從原來0.02-0.05mm提升至0.08-0.13mm械拍,可顯著降低再研磨量求摇。
超冷處理針對鋁合金
把硬鋁(duralumin)固溶處理后,再進行超冷處理(deepcryogenictreatment)殊者,由于可以促使時效及大幅度消除殘余應力,因而可以提升整體機械性質。目前在國外的機械工業(yè)中運用超冷處理提升鋁合金效能有很多案例猖吴,大部分經(jīng)過超冷處理的材料有7075摔刁、6061等。尤其是鋁合金制的運用在高速運轉的機械零件經(jīng)超冷處理后的使用壽命更為顯著海蔽。
超冷技術國外研究運用情況
在20世紀初共屈,國外就開始研究用過度冷卻的方法改變鋼的組織和性能。1938年党窜,aii.lyjireb首先提出高速工具鋼超冷處理的建議拗引,并在理論上提出了冷到-80℃的理論根據(jù)。
美國在20世紀50年代已經(jīng)開始超冷處理對金屬性能影響的研究茧淮。60年代末椿烂,美國路易斯安娜理工大學機械工程系f.barron教授對5種合金鋼 52100,d-2着阿,a-2伍配,m-2和o-1進行了細致地研究。通過對比超冷處理與未超冷處理的試樣發(fā)現(xiàn)茁帚,超冷處理后的硬度雖然增加有限跨峡,但其磨粒磨損抗力卻有顯著提高。如經(jīng)-84℃處理后的試樣耐磨性比未處理的要提高2.0~6.6倍娶痕,經(jīng)-190℃處理的試樣耐磨性比-84℃處理的還要提高2.6倍拦举。實際生產(chǎn)中也證實了f.barron的研究結論的正確性。
20世紀80年代数截,澳大利亞盐传、羅馬尼亞、德國巫庵、新加坡旋乙、英國等國家的學者對超冷處理的工藝、機理都做了一定的研究右冻,研究結果普遍認為超冷處理可使材料的性能明顯提高装蓬。
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