年,我国的模具工业的发展十分迅速。
国内现有模具生产厂点有近个,从业人员超过万人。
模具材料是制造生产模具的基础,随着我国模具工业的发展和国际化的进程,我国模具钢的产量生产工艺装备质量性能品种规格等方面均取得了长足的进步。
近几年,年以来,我国国产模具产值每年平均递增,但国产模具的自配率不足,其中中低档模具供过于求,而高档模具近靠进口,尤其是大型精密复杂长寿命的模具缺口更大。
中国是模具进口大国,年进口金额相当于国产模具产值的。
随着全球制造业向中国和东南亚转移,预计到年中国将成为世界制造强国和制造业中心,制造业的发展向模具钢提出了更多的要求,必须提高国产模具钢的质量以生产出高质量的模具,摆脱长期依赖于进口的不利局面,为制造业的发展打下坚实基础。
根据文献资料得到年年我国模具钢产量。
表我国模具钢的产量年份产量万北京科技大学本科生毕业设计论文同时,中国模具钢制造水平取得了长足的进步。
以汽车覆盖件为代表的大型复杂冲模,英寸大屏幕彩电和英寸背投式电视机的塑壳模具,大容量洗衣机全套板等塑料模具,自动扶梯整体踏板及汽车后桥齿轮箱的大型精密复杂压做模等,我们自己都能生产。
如模具技术已广泛应用,并开发出有自主知识产权的模具软件电加工数控加工技术在模具制造上普遍采用些骨干模具生产企业开始使用高速加工技术,这都为国产模具钢提供了个潜在的大市场,国产模具钢要尽快适应模具市场的变化趋势,模具工业的快速发展,带动了国内模具钢的产量品种规格及品质水平的提高。
目前,深圳周边及珠江三角洲地区已经成为中国模具工业最为发达科技含量最高的区域。
今后几年,随着全球制造业重心加快向我国转移,这地区有可能在年内发展成为世界模具生产中心。
塑料模具钢年,世界塑料的总产量仅仅万,到年已达万。
年我国塑料制品就超过万,仅次于美国,居世界第二位。
模具可以分为金属成形模和非金属成形模两类,而塑料模具是非金属成形模具中主要模具类型之。
随着石油化学等工业的迅速发展,塑料成为了工业生产中的种主要原料,导致塑料制品成形模具用钢已发展成为个部分。
按照塑料成形模具损坏的原因以及加工性能对模具钢要求,塑料模具钢应具有良好的耐热性能机械强度耐磨性耐腐蚀性切削加工性镜面加工性花纹图案光蚀性能等。
塑料模具钢可分为低碳低合金钢,碳素结构钢,合金结构钢,合金工具钢,析出硬化钢和马氏休时效钢等六种。
根据成型方式不同,塑料模具钢有不同的用途。
注射成型用于热塑性热固性树脂花纹图案透明件光学玻璃和镜片透明塑料件等的加工。
压缩成型用于调价玻璃纤维等无机物填料般热固性树脂热固性树脂的加工。
北京科技大学本科生毕业设计论文预硬型塑料模具钢预硬型塑料模具钢的特点是在模具加工前需要进行预硬化处理。
模具加工成形后可以不再进行热处理,但是模具型腔是从表面向内凹陷,因此模具的工作面实际上是模块的截面,因而这就需要要求模块截面具有均匀的硬度。
常用的预硬型塑料模具钢可分为两类,第类是结合塑料模具要求而单独开发的钢种,如美国瑞典钢等第二类是借用的合金结构钢以及些热作模具钢的成熟钢钢号,如钢等。
预硬型塑料模具钢般用于酚醛树脂三聚氰胺树脂等各种胶木粉的压制成型以及尼龙聚甲醛聚乙烯等各种热塑性塑料的注射成型。
除了要满足般的强韧性要求外,还必须拥有较好的淬透性截面硬度均匀性切削加工性磨抛性及耐蚀性等。
控冷简介控制冷却的机理和作用模具在工作中除了要求基体具有足够高的强度和韧性的合理配合外。
其表面性能对模具的工作性能和使用寿命至关重要。
这些表面性能指耐磨损性能耐腐蚀性能摩擦系数疲劳性能等。
这些性能的改善单纯依赖基体材料的改进和提高是非常有限的。
也是不经济的。
而通过表面处理技术,往往可以收到事半功倍的效果。
这也正是表面处理技术得到迅速发展的原因。
钢以扩散方式从奥氏体转变为铁素体或珠光体型组织,以切变方式从奥氏体转变为马氏体或贝氏体组织。
因此,根据其相变机理而言,加速冷却工艺主要是以扩散相变机制和细化晶粒来达到改善钢材的性能的目的,同时直接淬火工艺则主要是利用切变机理和提高淬透性来实现钢材的性能的改善。
淬火是将钢加热到定温度以上,保温定时间,以需求冷却速度冷却,获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。
它是钢的最经济最有效的强化手段之。
配合不同温度的回火,以大幅提高钢的强度硬度耐磨性疲劳强度以及韧性等,从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。
经感应加热表面淬火的工件,表面不易氧化脱碳变形小。
后来北京科技大学本科生毕业设计论文开发的直接淬火技术,与再加热淬火处理相比,淬硬性可以提高到倍能大大提高低碳钢及低合金钢的强度。
按淬火冷却介质来分,目前常规淬火工艺主要有水淬油淬熔融热浴碱浴盐浴和金属浴淬火和专用淬火液淬火水溶性淬火介质淬火等,这些淬火工艺是先将工件加热到奥氏体化后再在水油熔融热浴以及专用淬火液水溶性淬火介质等冷却介质中快速冷却并使工件发生相变的加工处理过程。
此外,比较常规的淬火工艺还有空气静止空气压缩空气淬火和固体流动粒子和金属板淬火等氏体结构,如表所示。
根据钢铁的晶相组织温度转化图表,传统的方案,贝氏体所占比例由冷却速率决定。
而且,奥氏体在冷却过程中不断转化,形成了少量多相结构。
除此之外,多边形铁素体贝氏体,以及针状铁素体持续产生的。
这样的微观结构对冷却速率非常敏感,并且轻微的变化也会对结构发生无法预知的影响。
使用传统的层流冷却,化学组成必须选定才能得到适宜的多相组织结构。
相反,层流冷却与超速冷却的结合时在不同元素比例下得到适宜的多相组织结构成为可能。
微观结构现在由冷却方式决定而不是由化学组成决定。
钢铁元素可用于改变第二阶段的性能,改善钢铁的其他特性抗疲劳度,改善焊缝,表面质量等或者减少生产成本优化合金含量,提高生产力等。
根据表二铁素体马氏体钢铁从三个阶段生产。
他们的机械性能在表三中给出。
对比传统的铁素体马氏体钢种,超快冷却钢种有较低的拉伸强度但是钢的韧性得到显著提高。
北京科技大学本科生毕业设计论文图超速冷却得到的微观结构与传统层流冷却得到结构的对比拥有好的延展性,屈服点伸长率特别是低屈服强度比改善了钢的性能及产量。
低层流冷却速率和超速冷却的结合增强了对微观结构的可控性。
事实上,根据钢铁温度转化表可以看出,控制中间转变温度显得更加容易,最终奥氏体转变为铁素体。
图三表明了中间转变温度对铁素体的影响。
图中间转变温度对铁素体的影响层流冷却与超速冷却的结合提高了机械性能。
每个阶段铁素体,贝氏体,马氏体的比例可以通过改变冷却方式得到控制,在常规持续层流冷却中出现的针状铁素体也可以避免出现。
在较高强度钢中优化了高强度和延展性。
而且,在不同钢种中也可以得到多相微观结构。
北京科技大学本科生毕业设计论文表三通过超速冷却生产的铁素体贝氏体双相钢的性能细精度双相钢通过种两步冷却方案可以生产双相钢。
最基本的想法是在第步或者是暴漏在空气中段时间形成铁素体,然后通过淬火使参与奥氏体转变为马氏体。
在层流冷却下,通过轧机保证持续产生式很困难的。
同时得到的铁素体也很粗糙。
现在结合通过动态再结晶和溶质铌使奥氏体的晶粒细化,通过持续的冷却得到双相钢。
典型的化学结构是。
为了促进动态再结晶的开始,完成轧制时温度必须低于,未找到引用源。
,在这个温度下没有静态再结晶出现未找到引用源。
在转变温度,未找到引用源。
上时,确保变形在奥氏体温度范围内。
根据种特殊观点,在和之间变化时,必须在工业生产线上有个可行的轧制方案。
这个范围可以放大,如额外处理是它低于线,增加铌含量来提高。
,未找到引用源。
在持续冷却期间,应变硬化的奥氏体转变成为细晶铁素体,这使得碳无法进入残余奥氏体。
冷却速率不可以太高,保证完全转变为铁素体,并且保证残余奥氏体丰富的碳含量,但是必须碳含量必须高到足以阻止奥氏体转变为贝氏体或珠光体。
卷曲温度规定了第二阶段丰富奥氏体转变的性质和硬度。
为了生产铁素体马氏体的微观结构,卷曲温度必须低于马氏体开始温度。
这种轧制有两个创新方面。
首先,它可以使得从些便宜元素结构的钢生产成飞双相钢种。
其次,生产流程基于热卷机的持续冷却过程,根据钢结构转变图表中可以看北京科技大学本科生毕业设计论文出。
这种凡是可以避免产生些问题,如沿着卷曲长度异构微观结构的产生,这是由于逐步冷却产生了双相钢。
屈服强度拉伸强度,以及相关总伸长率可从图四中得到。
这些钢提供了拉伸和韧性的相关数据。
钢的压力曲线不能表明钢的屈服点。
使得率下降。
图四典型拉伸曲线和细晶双相钢的微观结构在室温冲击能量在达到饱和,转变温度由最高能量半决定,可以低到,这个结果有助于微观结构,因为众所周知,晶粒细化可以降低脆性断裂。
但是,另个原因似乎是高碳组成。
尽管硬度很高,但是晶粒均匀分布有助于减少断裂萌生和扩展。
薄热带钢的生产另个正在取得进展的领域是薄铁素体热轧带钢领域。
铁素体和温暖轧制得到广泛研究,并且被认为带钢轧制进展的个有前途的方法。
铁素体轧制被认为是种低温轧制,它开始于精轧机,在从奥氏体转变为铁素体后。
由于这种转变在终轧前,热轧带钢机上轧制的热轧带钢的力学性能对参数的敏感程度比传统在奥氏体区域轧制方式轧制出的带钢对参数的敏感程度大。
因此,对最终力学性能的控制需要对奥氏体铁素体转变的冶金方面知识以及紧张恢复和再结晶过程中铁素体轧制的运行表做到详细了解。
而且,在奥氏体区域最终轧制时会在相变时出现随机纹理,与之相反,在铁素北京科技大学本科生毕业设计论文体轧制过程中,过程参数会对最终纹理有重要影响。
这是奥氏体轧制和铁素体轧制过程中的区别。
如果下面的条件得到满足,当铁素体轧制的间隙钢种时,薄热轧带钢将会改善。
在精轧机上进行铁素体轧制前,水溶性碳达到最小值,这只有在钢的化学成分合适,在无间隙钛等级钢中得到。
润滑可以最大限度减小轧辊的摩擦系数以及剪切组织的形成,
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