大截面预硬型塑料模具钢3Cr2MnNiMo切削加工性能研究

摘要

本文对大截面预硬型塑料模具钢3Cr2MnNiMo和世界先进同类钢种(ASSAB718)进行了对比性研究,结果发现二者的切削加工性能存在明显差距.结合金相组织观察,TEM和SEM&EDX分析,3Cr2MnNiMo钢加工性能欠佳的主要原因在于钢中非金属夹杂物及组织中存在的成分偏析.本文利用Thermo-Calc软件对预硬型塑料模具钢的成分与工艺进行了优化设计,很大程度上降低了钢中氧化铝夹杂含量,基本消除了组织中的成分偏析,从而明显改善钢的切削加工性能.此外,初步研究了采用正火加高温回火工艺代替常规调质工艺的可行性.本论文的主要研究结果如下:1、钢中非金属夹杂物是影响切削性能的主要原因,硬质点Al<,2>O<,3>夹杂物严重损坏切削加工性能,而软性相MnS夹杂物则有利于切削加工性能的改善,消除或改性硬质点氧化物夹杂是改善3Cr2MnNiMo钢切削加工性能的主要手段.2、利用Thermo-Calc软件对3Cr2MnNiMo钢进行成分优化设计,可降低钢中氧化铝夹杂的含量,从而减少刀具磨损量,降低切削力,明显改善了钢的切削加工性能.3、采用锻前高温均匀化扩散退火,即在1200±10℃下保温10个小时,可以基本消除钢中的成分偏析,提高了3Cr2MnNiMo钢的表面加工质量.4、3Cr2MnNiMo钢在910℃正火后高温回火的热处理制度下,切削加工性能良好,该工艺可有效避免厚度较小的模块发生开裂.

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及本论文使用授权说明

第一章前言

1.1塑料模具钢材料现状

1.2预硬型塑料模具钢简介

1.3预硬型塑料模具钢的加工性能及其影响因素

1.3.1化学成分的影响

1.3.2组织的影响

1.4塑料模具钢的国内外研究进展

1.5利用计算机技术辅助设计高性能钢的研究

1.6本论文课题研究的目的和意义以及思路

1.6.1目的和意义

1.6.2研究思路

第二章大截面预硬型塑料模具钢(3Cr2MnNiMo)的组织和力学性能对比研究

2.1试验方法

2.1.1模块生产工艺

2.1.2试验材料

2.1.3力学性能

2.1.4大模块显微组织观察

2.2结果与讨论

2.2.1显微组织特征

2.2.2等向性

2.3本章小结

第三章预硬型塑料模具钢3Cr2MnNiMo的加工性能研究

3.1试验材料

3.2切削性能测试

3.2.1刀具磨损试验

3.2.2切削力试验

3.3抛光性能测试

3.3.1抛光性能试验

3.3.2表面粗糙度检测

3.4试验结果与讨论

3.5本章小结

第四章成分调整对3Cr2MnNiMo钢切削加工性能的影响

4.1利用Thermo-Calc软件进行成分设计

4.1.1主要元素的作用

4.1.2成分设计

4.2调整成分后3Cr2MnNiMo钢加工性能的研究

4.2.1试验材料

4.2.2模块截面硬度测试

4.2.3切削性能测试

4.2.4抛光性能测试

4.3显微组织观察

4.3.1夹杂物检测

4.3.2锻态试样显微组织观察

4.4分析与讨论

4.5本章小结

第五章热处理工艺对加工性能的影响

5.1高温均匀化处理

5.1.1高温均匀化工艺原理

5.1.2高温均匀化处理工艺的确定

5.1.3高温均匀化处理对加工性能的影响

5.2正火工艺对3Cr2MnNiMo钢切削性能的影响

5.2.1可行性论证

5.2.2正火工艺的研究

5.2.3正火工艺对大模块模具钢3Cr2MnNiMo的切削性能影响

5.3本章小结

第六章结论

参考文献

作者在攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

附件一：718抛光性能测试报告

附件二：718非金属夹杂物检测报告

论文说明