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丝锥用钢的选择及其热处理

 GXF360 2019-11-06

我公司目前丝锥用钢为A钢厂的M2钢,为了提高丝锥产品的市场竞争力,一方面要提升丝锥产品的制造水平,另一方面考虑材料提档升级,为此,本试验研究主要针对B钢厂提供的两种丝锥专用料与A钢厂M2钢进行对比试验研究,主要包括热处理工艺参数的试验,热处理组织及硬度的对比检测以及冲击韧度和抗弯强度的试验,从中选出最佳的丝锥用料。

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1. 试验过程

(1)试样的选择 试样规格如表1所示。

研究对象手术过程顺利,部分患者术后1 d出现轻度角膜水肿,均自行消退。所有研究对象均未出现后囊膜破裂、眼内出血、眼内炎、切口哚开渗漏、人工晶状体夹持、高眼压、黄斑水肿等并发症。

表1 试验用钢代号及规格

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(2)试样规格 淬回火试样为实际规格,长度是2 0 m m;冲击试样为实际规格,长度是56m m,热处理后加工成9mm×9mm×55mm;抗弯试样为实际规格,长度是8 1 m m,热处理后加工成9mm×9mm×80mm。

(3)试验方法 热处理工艺参数:淬火温度是1160℃、1180℃、1200℃、1220℃、1240℃,回火温度是560℃。热处理性能试验:检测各材料在各工艺下的淬火、回火组织、淬火硬度以及淬回火后硬度。力学性能试验:冲击韧度和抗弯强度试验在哈理工大学材料性能试验室做,力学性能试验样采用的淬火温度为1180℃、1200℃、1220℃。

表2 试验用料化学成分检测结果

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2. 试验结果

化学成分检测结果如表2所示。

其中:CP=0.033W+0.063Mo+0.06C r+0.2V(CP为平衡碳值);A=CS/CP(A为碳饱和度,CS为实际碳值)。

热处理硬度和金相组织的检测结果如表3所示。金相图如图1~图9所示。

抗弯试验和冲击试验结果如表4所示。

3. 试验结果分析

(1)从化学成分分析结果可见,TV3含V(质量分数)为2.7%,TM2含V为1.9%,M2含V为1.9%。因为V含量越高,刀具材料的耐磨性越好,同时其可磨性越差,平衡碳Cp越高说明材料的合金化程度越高,碳饱和度A越高说明材料淬回火后硬度越高。因此,从材料成分可初步推断TV3的耐磨性最好,热处理后硬度最高。

看似不相关的事例、问题,实则是本节课层层递进的学习目标。在学习目标的引领下,小组同学相互支持与配合,积极承担个人责任。6组学生课前对教师提供的材料进行观察,结合问题展开讨论,成员间密切配合,达成共识,并完成课堂交流课件,书写成文稿。

表3 试样热处理硬度值和金相组织

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图1 TV3在1160℃淬回火组织(500×),正常

图2 TM2在1160℃淬回火组织(500×),正常

图3 TV3在1200℃淬回火组织(500×),正常

图4 TM2在1200℃淬回火组织(500×),正常

图5 TV3在1240℃淬回火组织(500×),1级过热

图6 TM2在1240℃淬回火组织(500×),1级过热

图7 M2在1160℃淬回火组织(500×),正常

图8 M2在1200℃淬回火组织(500×),正常

图9 M2在1240℃淬回火组织(500×),1级过热

(2)3种材料随着淬火温度的升高,淬火晶粒度变大,在同一回火温度下的淬回火硬升高。

(3)从淬回火硬度来看,M2和TM2可达到64HRC以上;TV3可达到65HRC以上。

(4)从淬回火组织来看,3种材料均在1240℃淬火出现过热1级现象。

(5)根据硬度及淬回火组织,初步选定3种材料的最佳热处理工艺规范:①TV3:淬火温度为1180~1220℃,回火工艺为560℃×60min×3次。②TM2:淬火温度为1180~1220℃,回火工艺为560℃×60min×3次。③M 2:淬火温度为1180~1220℃,回火工艺为560℃×60min×3次。

(6)冲击韧度是反映金属材料对外来冲击负荷的抵抗能力,一般由冲击韧度值(aK)和冲击吸收能量(AKV)表示,其单位分别为J/cm2和J(焦耳);弯曲强度:在弯曲试验中,在规定挠度时或之前,载荷达到最大值的弯曲应力就叫弯曲强度,也叫抗弯强度,就是抵抗弯曲变形的能力,抗弯强度也可用来说明韧性的好坏。从抗弯强度和冲击韧度来看它们随着淬火温度的提高,变化规律不明显。

(7)三种丝锥料最佳热处理工艺参数的选择:丝锥产品考验的首先是韧性,其次是耐磨性能。通过上述分析结果,根据抗弯强度来选择热处理工艺参数,具体如表5所示。

表4 抗弯强度和冲击韧度

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表5 抗弯强度与热处理的关系

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表6 丝锥寿命试验结果

注:一等品2.5m;优等品4m。

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4. 三种材料寿命对比试验

投产M10丝锥,每种材料投10支,试坯硬度220~240HBW,在我公司性能试验站进行寿命对比试验,选择的切削参数为:切削速度5.5~7m/min,转速180m/min,加工深度25mm。

丝锥寿命试验结果如表6所示。

5. 结语

对三种丝锥材料进行工艺参数试验,通过硬度、金相组织、抗弯强度和冲击韧度的检验及分析,选定三种材料的最佳热处理工艺参数;又通过产品的寿命对比试验,得出TV3丝锥寿命较TM2丝锥寿命提高61%,因此可确定,丝锥用钢首选TV3,其次为TM2和M2。

奇纳马萨介绍说:“目前津巴布韦国内大豆种子严重短缺。只有2750吨大豆可满足需求,距实现农业计划下的大豆生产目标还有很长距离。”奇纳马萨表示,化肥行业也同样面临挑战。“有迹象表明,津巴布韦目前有12万吨的化肥准备投放市场。从今年11月到2019年1月,化肥行业产能将再增16万吨。”

参考文献:

[1] 邓玉昆,陈景榕,王世章.高速工具钢[M].北京:冶金工业出版社,2002.

[2]赵步青,等.工具用钢热处理手册高速工具钢[M].北京:机械工业出版社,2014.

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