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文檔簡介
1、本課題以高強耐磨鋁青銅為研究對象,對其組織和性能進一步改善和提高,以替代鈹青銅成為新型壓射沖頭材料,從而解決當前國產(chǎn)沖頭壽命較短,高性能沖頭材料依賴進口的問題,提高壓鑄生產(chǎn)效率。
基于對壓射沖頭的失效分析,對常見沖頭材料的組織性能進行對比,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)合細晶強化及熱處理,制備出高強耐磨沖頭材料,并測試其耐磨性及熱疲勞抗性。目標組織為:細化的晶粒及組織,強韌基體中均勻分布硬質(zhì)耐磨相
2、。方案設(shè)計為:通過控制Al含量,適當提高組織中硬/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,發(fā)揮Mn的固溶強化作用。運用固溶時效結(jié)合細晶強化,提升合金強硬度的同時兼顧材料的塑韌性,力求達到性能要求。
經(jīng)過試驗,優(yōu)化合金成分為Al10~10.5%、Fe4%、Ni1%、Mn1~2%。為提高合金力學性能,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)成強韌基體,硬質(zhì)κ相細小彌散分布于基體之中。合金力學性能為:Rm:814MPa、Rp0.2:651MPa、A:8%、HB:336。
試驗對比分析了鈹青銅、球鐵、鋁青銅的摩擦磨損和熱疲勞性能。實驗條件下,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),材料耐磨性排序為:球墨鑄鐵>試驗鋁青銅>鈹青銅。熱疲勞試驗結(jié)果顯示,材料熱疲勞抗性排序為
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