H13热作模具钢表面耐高温磨损涂层制备技术研究进展

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作者 单华亮 陶美悦 +1 位作者 庄文晨 曹志强 《陕西理工大学学报（自然科学版）》 2024年第5期18-28,共11页

在工业生产中H13热作模具钢使用广泛,但是其高温情况下会发生磨损,疲劳失效普遍存在,这大大地影响生产的安全性,并且严重损害了经济效益。为了更好地探究分析H13热作模具钢的高温磨损情况,并改善其性能,提高其服役时间,国内外学者对H13... 在工业生产中H13热作模具钢使用广泛,但是其高温情况下会发生磨损,疲劳失效普遍存在,这大大地影响生产的安全性,并且严重损害了经济效益。为了更好地探究分析H13热作模具钢的高温磨损情况,并改善其性能,提高其服役时间,国内外学者对H13钢进行了表面改性处理。在介绍H13钢研究现状的基础上,重点对激光熔覆、热喷涂技术、气相沉积技术,以及渗硼、渗碳、渗氮、多元共渗技术等化学热处理方法进行了总结,针对不同的方法对H13热作模具钢改性的优缺点进行分析,并对H13钢的高温磨损涂层制备技术进行了展望。 展开更多

关键词 热作模具钢 高温磨损 表面改性

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基于Archard理论的挤压次数对模具磨损量的影响分析 被引量：54

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作者 林高用 冯迪 +2 位作者 郑小燕 杨伟 孙利平 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1245-1251,共7页

针对前次挤压对后次挤压的模具磨损有着显著影响,模具的总磨损量并不与单次磨损量呈简单的线性关系,将考虑温度影响的Archard磨损计算修正模型与有限元数值模拟分析方法相结合,预测铝合金挤压过程中模具表面磨损最严重的部位,建立该部... 针对前次挤压对后次挤压的模具磨损有着显著影响,模具的总磨损量并不与单次磨损量呈简单的线性关系,将考虑温度影响的Archard磨损计算修正模型与有限元数值模拟分析方法相结合,预测铝合金挤压过程中模具表面磨损最严重的部位,建立该部位磨损量与挤压次数之间的确切关系,并由此提出一种考虑挤压次数影响的总磨损量计算公式。 展开更多

关键词 挤压 模具磨损 Archard理论 有限元

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GH4169合金反挤压成形模具磨损 被引量：4

3

作者 李伟伟 余心宏 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期12-17,共6页

基于修正Archard磨损模型,采用数值模拟方法系统分析了GH4169合金反挤压成形过程中各挤压工艺参数对模具磨损的影响规律。结果表明:在选取的参数范围内,挤压凸模最易产生磨损失效的区域为凸模圆角处,模具最大磨损深度随凸模圆角半径及... 基于修正Archard磨损模型,采用数值模拟方法系统分析了GH4169合金反挤压成形过程中各挤压工艺参数对模具磨损的影响规律。结果表明:在选取的参数范围内,挤压凸模最易产生磨损失效的区域为凸模圆角处,模具最大磨损深度随凸模圆角半径及坯料预热温度的增大而降低,随摩擦系数的增大而增大;当挤压速率小于100 mm/s时,模具最大磨损深度随挤压速率的增大而减小,当挤压速率大于100mm/s时,模具最大磨损深度随挤压速率的增大先增大后减小。最佳工艺参数坯料预热温度1020℃,摩擦系数0.05,变形速率100mm/s,模具预热温度300℃时模具磨损量最小,为9.28×10-3mm。 展开更多

关键词 高温合金 反挤压 模具磨损 数值模拟

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基于动态摩擦因数磨损系数的先进高强钢模具寿命研究 被引量：5

4

作者 聂昕 王成龙 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期346-353,共8页

为更精确地计算先进高强钢冲压模具的磨损,预测模具的寿命,和揭示冲压过程中不断变化的节点压力及相对滑动速度对摩擦因数和磨损系数的影响,以不同的压力和速度为条件进行正交摩擦磨损实验,得到对应的摩擦因数和磨损系数。再以压力和速... 为更精确地计算先进高强钢冲压模具的磨损,预测模具的寿命,和揭示冲压过程中不断变化的节点压力及相对滑动速度对摩擦因数和磨损系数的影响,以不同的压力和速度为条件进行正交摩擦磨损实验,得到对应的摩擦因数和磨损系数。再以压力和速度为自变量,摩擦因数和磨损系数为因变量分别进行曲线拟合,提出基于动态的摩擦因数和磨损系数的计算模型。由于模具表面镀层硬度随镀层厚度变化而变化,通过实验和理论推导,建立变化的模具表面硬度与磨损系数的耦合模具表面磨损方程,并以动态变化的摩擦因数模型代替库伦摩擦模型进行冲压过程的数值模拟,以耦合的模具表面磨损方程进行磨损计算,将计算结果与模具磨损型面的扫描数据进行对比。结果表明,与传统恒定摩擦因数、磨损系数计算结果相比,运用该方法计算得到磨损结果的精确度提高了15.05%,采用该方法对某先进高强钢零件拉延模具进行了寿命预测,显示该模具在冲压大约5.9万件时,模具表面局部区域镀层磨损严重,需要修模。 展开更多

关键词 模具磨损 摩擦因数 磨损系数 模具寿命

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磨损条件对冷作模具钢的磨粒磨损特性及机理的影响 被引量：3

5

作者 胡树兵 李志章 姚天贵 《浙江大学学报（自然科学版）》 CSCD 1992年第3期298-304,共7页

本文通过对三种冷作模具钢LDI、65Nb和Cr12MoV在不同磨损条件下的磨粒磨损试验,并结合金相组织分析和SEM形貌观察,研究了试验钢的磨粒磨损特性,讨论了钢的组织和力学性能对耐磨性的影响。结果表明:材料的磨损机理随磨损条件的变化而变化... 本文通过对三种冷作模具钢LDI、65Nb和Cr12MoV在不同磨损条件下的磨粒磨损试验,并结合金相组织分析和SEM形貌观察,研究了试验钢的磨粒磨损特性,讨论了钢的组织和力学性能对耐磨性的影响。结果表明:材料的磨损机理随磨损条件的变化而变化;LDI钢540℃两次回火组织具有优良的耐磨性。 展开更多

关键词 模具钢 磨损条件 耐磨性

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基于混合磨损模型的模具轮廓优化设计 被引量：1

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作者 徐戊矫 刘承尚 +2 位作者 马欣 郭子乾 陈菲 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期544-552,共9页

针对成形过程模具的磨损剧烈,模具寿命低的问题,采用混合磨损模型对模具轮廓进行优化设计。以轮毂锻造成形过程中上模芯磨损为例,对上模芯轮廓进行分析,确定待优化的3个设计参数。根据黏着磨损、磨粒磨损及氧化磨损这3个磨损模型建立新... 针对成形过程模具的磨损剧烈,模具寿命低的问题,采用混合磨损模型对模具轮廓进行优化设计。以轮毂锻造成形过程中上模芯磨损为例,对上模芯轮廓进行分析,确定待优化的3个设计参数。根据黏着磨损、磨粒磨损及氧化磨损这3个磨损模型建立新磨损计算模型,并通过有限元软件数值模拟获取模具轮廓各处的磨损,以等磨损量作为模具轮廓磨损均匀的评判标准。在此基础上,以有限元软件数值模拟数据作为训练样本,采用BP神经网络建立上模芯轮廓设计参数与模具等磨损量的非线性映射关系。最后,结合训练好的函数映射关系和遗传优化算法,对轮毂锻模的上模芯进行形状优化设计,反求出磨损最均匀状态下的上模芯设计参数。研究结果表明:优化后上模芯等磨损量比优化前减少了29.65%,且最大磨损下降了12.59%,上模芯磨损更均匀且最大磨损量更小。 展开更多

关键词 混合磨损模型 模具轮廓 模具磨损 优化设计

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ZrO_2添加量对Al_2O_3/ZrO_2复相陶瓷性能的影响 被引量：7

7

作者 刘国玺 李克智 李国斌 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期37-40,共4页

为提高陶瓷模具的使用寿命,以工业级Al2O3和ZrO2为主要原料,探讨ZrO2添加量对Al2O3/ZrO2复相陶瓷材料的力学性能、耐磨性能及显微结构的影响。结果表明:当ZrO2的质量分数为20%以内时,随着ZrO2含量的增加,Al2O3/ZrO2复相陶瓷的弯曲强度... 为提高陶瓷模具的使用寿命,以工业级Al2O3和ZrO2为主要原料,探讨ZrO2添加量对Al2O3/ZrO2复相陶瓷材料的力学性能、耐磨性能及显微结构的影响。结果表明:当ZrO2的质量分数为20%以内时,随着ZrO2含量的增加,Al2O3/ZrO2复相陶瓷的弯曲强度和断裂韧性逐渐提高,硬度逐渐降低;当ZrO2的质量分数为15%,由其制成的陶瓷模具耐磨性能最佳,并且ZrO2晶粒均匀地分散在Al2O3基体中,材料具有更加均匀致密的显微结构,这一结构决定了Al2O3/ZrO2复相陶瓷具有比纯Al2O3陶瓷更优异的力学性能,进而提高了陶瓷模具的耐磨性。 展开更多

关键词 陶瓷模具 Al2O3/ZrO2复相陶瓷 耐磨性

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硬质合金拉丝模磨损形貌及机理研究 被引量：3

8

作者 吴金平 马明刚 《煤矿机械》 北大核心 2014年第6期56-58,共3页

应用扫描电镜和X射线能谱仪分析仪,分析拉拔65#钢丝磨损失效后的硬质合金模具的磨损形貌,并对其磨损机理进行了分析。结果表明,现场生产中拉丝模磨损的主要机理为磨粒磨损、氧化磨损和黏着磨损,同时由于钢丝在模孔入口、出口处与模孔轴... 应用扫描电镜和X射线能谱仪分析仪,分析拉拔65#钢丝磨损失效后的硬质合金模具的磨损形貌,并对其磨损机理进行了分析。结果表明,现场生产中拉丝模磨损的主要机理为磨粒磨损、氧化磨损和黏着磨损,同时由于钢丝在模孔入口、出口处与模孔轴线不重合,导致模孔沿径向磨损不均并加速模具磨损。为拉丝生产中减少磨损、延长拉拔模使用寿命提供参考。 展开更多

关键词 硬质合金 拉丝模 磨损形貌 磨损机理

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表面激光强化对汽车模具钢H13组织与性能的影响 被引量：2

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作者 孟祥丽 孙丽丽 郝亮 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期85-90,109,共7页

采用表面激光熔覆和激光冲击强化的方法对汽车模具钢进行表面强化处理,研究了M2高速钢粉末含量(粉末成分:Fe104 75%~100%,M2粉末0~25%,质量分数)对熔覆层显微组织、物相组成和耐磨性能的影响,并探讨了激光冲击强化对熔覆层耐磨性能的影... 采用表面激光熔覆和激光冲击强化的方法对汽车模具钢进行表面强化处理,研究了M2高速钢粉末含量(粉末成分:Fe104 75%~100%,M2粉末0~25%,质量分数)对熔覆层显微组织、物相组成和耐磨性能的影响,并探讨了激光冲击强化对熔覆层耐磨性能的影响。结果表明:除未添加M2粉末的M0试样熔覆层中的ɑ-Fe、γ-Fe、M23C6和M7C3相外,添加M2高速钢合金粉末后的熔覆层中还出现了硬度更高的MC、M2C和M6C相;M2高速钢粉末含量的提升有助于细化复合熔覆层的组织,而熔覆层与基体仍然保持着良好的冶金结合。添加不同含量M2高速钢合金粉末的复合熔覆层的硬度都高于M0试样,且加入15%M2高速钢合金粉末的熔覆层的平均摩擦系数和磨损率小于M0熔覆层。 展开更多

关键词 激光熔覆 激光冲击强化 模具钢 显微组织 耐磨性能

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3D打印选区激光熔化成形4Cr13模具钢及性能研究 被引量：10

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作者 任武 张刚刚 徐云喜 《石油机械》 2016年第11期107-111,共5页

为了研究选区激光熔化成形4Cr13模具钢的摩擦与腐蚀性能,使用选区激光熔化成形设备制备样品,并对其组织结构、力学、摩擦与腐蚀性能进行了系统研究。研究结果表明:随着激光功率的增加,SLM样品中马氏体组织先变粗再变细,硬度变化亦从高... 为了研究选区激光熔化成形4Cr13模具钢的摩擦与腐蚀性能,使用选区激光熔化成形设备制备样品,并对其组织结构、力学、摩擦与腐蚀性能进行了系统研究。研究结果表明:随着激光功率的增加,SLM样品中马氏体组织先变粗再变细,硬度变化亦从高到低再升高,侧面硬度总体高于截面硬度;相对于铸态样品,SLM样品展现出较高的强度;在不同激光功率下,250 W条件下的样品表现出最优的压缩强度和磨损性能;在酸性溶液中,SLM样品的耐蚀性要优于铸态材料,且随着激光功率的升高,自腐蚀电位不断增大;在盐水溶液中,SLM样品耐蚀性略低于铸态材料。研究结果可为选区激光熔化技术制备4Cr13模具钢的工业应用提供必要的借鉴。 展开更多

关键词 4Cr13模具钢 SLM 摩擦磨损 腐蚀 性能研究 试验研究

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模具制造工艺的合理选用 被引量：4

11

作者 张正修 马新梅 +1 位作者 李欠娃 商良 《航空制造技术》 2000年第3期32-36,共5页

通过对各类制模工艺的分析与对比 ,提出合理选用制模工艺的原则和应注意的问题 ,指出了制模工艺对制模质量。

关键词 模具制造 模具磨损 模具寿命 强化工艺

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热锻模耐磨耐冷热疲劳堆焊焊条的研制 被引量：6

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作者 徐文晓 张满 +2 位作者 杨昌群 徐文慧 杜春城 《汽车工艺与材料》 2004年第8期12-14,共3页

研究了一种新型热锻模堆焊焊条。通过反复调整,确定了合适的药皮渣系及适合热锻模的合金系。堆焊层的金相显微分析表明,新研制的焊条堆焊层的组织为马氏体加残余奥氏体加碳化物,堆焊层的平均硬度为50.9HRC。磨损试验和耐冷热疲劳试验表... 研究了一种新型热锻模堆焊焊条。通过反复调整,确定了合适的药皮渣系及适合热锻模的合金系。堆焊层的金相显微分析表明,新研制的焊条堆焊层的组织为马氏体加残余奥氏体加碳化物,堆焊层的平均硬度为50.9HRC。磨损试验和耐冷热疲劳试验表明,新研制的焊条堆焊层的耐磨性和耐冷热疲劳性能优良。 展开更多

关键词 热锻模 焊条 耐磨性 研制

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热锻模具钢的耐磨性及磨损机理研究 被引量：8

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作者 王树奇 朱韬 茅奕苏 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期140-144,共5页

采用销盘式高温摩擦磨损实验机,针对一种新型铸钢、H13和H21钢在25-400℃下进行磨损试验,对比研究各种钢的耐磨性,并探讨了磨损机制.研究表明:室温下H21钢由于具有较多的未溶碳化物,比H13钢和铸钢具有高的耐磨性;在200-300℃下铸钢和H1... 采用销盘式高温摩擦磨损实验机,针对一种新型铸钢、H13和H21钢在25-400℃下进行磨损试验,对比研究各种钢的耐磨性,并探讨了磨损机制.研究表明:室温下H21钢由于具有较多的未溶碳化物,比H13钢和铸钢具有高的耐磨性;在200-300℃下铸钢和H13钢随载荷的增加一直具有较低的磨损率和增长率,而H21钢当载荷达到200 N时磨损率忽然升高;在400℃下铸钢具有持续低的磨损率,明显低于H21和H13钢.可见,新型铸钢具有比常用热锻模具钢显著高的高温耐磨性. 展开更多

关键词 热锻模具钢 新型铸钢 耐磨性 磨损机理

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网络陶瓷增强铝基复合材料的摩擦磨损特性 被引量：2

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作者 尧军平 王薇薇 《南昌航空工业学院学报》 CAS 2002年第2期10-13,共4页

提出了三维陶瓷网络 (骨架 )增强金属基复合材料的新构思 ,设计和制备了一种新型的三维陶瓷网络 (骨架 )增强铝合金复合材料 ,研究了其在干摩擦状态下的滑动摩擦磨损行为。结果表明 ,基体铝合金在重载时产生严重粘着磨损 ,磨损层发生软... 提出了三维陶瓷网络 (骨架 )增强金属基复合材料的新构思 ,设计和制备了一种新型的三维陶瓷网络 (骨架 )增强铝合金复合材料 ,研究了其在干摩擦状态下的滑动摩擦磨损行为。结果表明 ,基体铝合金在重载时产生严重粘着磨损 ,磨损层发生软化和塑性流动 ,而复合材料中的陶瓷颗粒暴露于磨损表面并起承载作用 ,从而保护基体不发生严重磨损 ,复合材料对磨环的磨损量大于基体合金对磨环的磨损量 。 展开更多

关键词 三维陶瓷网络 摩擦 磨损 压渗法 铝合金复合材料

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稻壳制炭机挤压模具失效分析及改进措施

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作者 高晶 张思龙 +1 位作者 嵇艳玲 张灿秋 《佳木斯大学学报（自然科学版）》 CAS 2011年第4期613-614,622,共3页

针对某厂生产的稻壳制炭棒机挤压模具在使用过程中存在磨损较快、寿命较低的问题,对该挤压模具进行了失效分析.该模具的金相组织为F＋P（少量）＋片状石墨,硬度为104HBW.依据该挤压模具的工作条件,提出了采用球磨铸铁及提高模具耐磨性... 针对某厂生产的稻壳制炭棒机挤压模具在使用过程中存在磨损较快、寿命较低的问题,对该挤压模具进行了失效分析.该模具的金相组织为F＋P（少量）＋片状石墨,硬度为104HBW.依据该挤压模具的工作条件,提出了采用球磨铸铁及提高模具耐磨性和使用寿命的处理工艺：860℃~920℃正火或正火＋中频感应淬火处理. 展开更多

关键词 挤压模具 失效 耐磨性 寿命

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稀土对软氮化的作用及其在模具上的应用

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作者 程先华 谢超英 许志华 《兵器材料科学与工程》 CSCD 北大核心 1994年第2期56-60,共5页

研究了稀土元素对软氮化过程的影响。结果表明：稀土有明显的催渗作用，渗速可提高３０％～３５％，抗冲击磨损性能、冲击韧性也有所提高。该工艺应用于自行车曲柄热作模具上，其使用寿命与软氮化相比提高了一倍以上。

关键词 稀土元素 软氮化 模具 热处理

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考虑后刀面磨损及过缝冲击的拼接模具铣削力建模与实验研究 被引量：2

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作者 岳彩旭 都建标 +3 位作者 姜男 高海宁 朱磊 刘献礼 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第17期284-291,共8页

针对拼接模具铣削过程中刀具易磨损引起铣削力变化的问题,对拼接模具铣削加工过程,提出了一种考虑球头刀后刀面磨损的铣削力建模方法。根据材料硬度的不同,把每一切削周期的切削厚度建成有关切削角度的函数关系,得到不同切削角度下的剪... 针对拼接模具铣削过程中刀具易磨损引起铣削力变化的问题,对拼接模具铣削加工过程,提出了一种考虑球头刀后刀面磨损的铣削力建模方法。根据材料硬度的不同,把每一切削周期的切削厚度建成有关切削角度的函数关系,得到不同切削角度下的剪切力模型;同时将后刀面的摩擦效应力与后刀面磨损量建立函数关系,进而得到了不同切削角度下的摩擦效应力模型;最后通过引入单自由度斜体碰撞模型,采用等效弹簧阻尼法和霍普金森实验得到了冲击力模型。结合剪切力模型、摩擦效应力模型与冲击力模型得到了考虑后刀面磨损的拼接过缝处铣削力模型,最后对多硬度淬硬钢进行了铣削力实验。实验结果表明预测的铣削力幅值和变化趋势与实验值具有很好的一致性,验证了该铣削力建模方法的有效性,对拼接模具铣削加工工艺优化具有一定的理论指导意义。 展开更多

关键词 铣削力建模 刀具磨损 多硬度拼接 淬硬钢模具 过缝冲击

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回火温度和组织对LDI、65Nb模具钢动态冲击磨损特性的影响

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作者 胡树兵 王贞申 +1 位作者 李志章 姚天贵 《湖北汽车工业学院学报》 1991年第1期26-31,共6页

本文通过对三种冷作模具钢LDI、65Nb和Cr12 MoV的冲击磨损试验,以及磨损表面的SEM形貌观察,分析了试验钢的磨损行为;同时研究了回火温度、显微组织、硬度和韧性对耐磨性的影响。结果表明LDI钢的耐磨性优于65Nb和Crl2MoV。

关键词 模具钢 磨损 耐磨性 回火 温度

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Al-Si-Cu-Fe压铸合金搅拌摩擦加工表面改性后的组织及冲蚀磨损性能 被引量：1

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作者 赵松 魏忠斌 付欣毓 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期13-17,共5页

目前,通过搅拌摩擦加工(FSP)表面改性来改善材料表面冲蚀磨损性能的报道较少。对Al-Si-Cu-Fe过共晶压铸铝合金实施了搅拌摩擦加工(FSP),利用扫描电镜(SEM)、二次电子像(SEI)、背散射电子像(BEI)及冲蚀磨损试验机,研究了FSP对铸铝组织演... 目前,通过搅拌摩擦加工(FSP)表面改性来改善材料表面冲蚀磨损性能的报道较少。对Al-Si-Cu-Fe过共晶压铸铝合金实施了搅拌摩擦加工(FSP),利用扫描电镜(SEM)、二次电子像(SEI)、背散射电子像(BEI)及冲蚀磨损试验机,研究了FSP对铸铝组织演化及表面冲蚀磨损性能的影响规律。研究表明:压铸合金中除α-Al基体外,第二相主要为共晶Si、β-Al3(Fe,Mn) Si2相以及少量的初晶Si;经过搅拌摩擦加工后,第二相的类别未发生变化,但α-Al相及第二相颗粒均被细化;压铸合金中第二相为长宽比较大的颗粒,受到冲蚀后发生断裂,使颗粒与基体间形成微孔洞;而FSP合金中第二相颗粒长宽比较小,且分布均匀,因此冲蚀过程中脆性断裂较少,从而降低了冲蚀磨损过程中合金的冲蚀率;压铸合金及FSP合金冲蚀率均随着冲蚀攻角增大而减小。 展开更多

关键词 压铸铝合金 搅拌摩擦加工 冲蚀磨损 冲蚀攻角

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冷作模具钢的低应力磨粒磨损特性 被引量：1

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作者 胡树兵 李志章 《湖北汽车工业学院学报》 1994年第2期25-30,共6页

本文通过三种冷作模具钢LDI、65Nb和Crl2MoV的橡胶轮磨损试验和松散磨粒磨损试验,以及磨损表面的SEM形貌观察,分析了试验钢的低应力磨粒磨损特性,同时研究了组织和力学性能对耐磨性的影响。结果表明:低应力磨粒磨损的耐磨性主要取决于... 本文通过三种冷作模具钢LDI、65Nb和Crl2MoV的橡胶轮磨损试验和松散磨粒磨损试验,以及磨损表面的SEM形貌观察,分析了试验钢的低应力磨粒磨损特性,同时研究了组织和力学性能对耐磨性的影响。结果表明:低应力磨粒磨损的耐磨性主要取决于材料的硬度,淬火态组织的耐磨性最好。 展开更多

关键词 模具钢 低应力磨粒 磨损 耐磨性 硬度

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