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高温冲孔模使用寿命研究

刘鹏  
【摘要】:在轧钢工艺中工模具对生产和产品质量具有举足轻重的地位,特别是大型工具,提高其使用寿命,是降低成本,保证产品质量的重要途径。 本文研究的主要工具--水压冲孔模是一大型球铁铸件,其长度为1750毫米,外径最大为638毫米,内径最小为367毫米,重量可达5吨,生产作业时冲孔模工作温度高达600℃,并要反复承受较大的复合应力,极易产生龟裂并断裂,使冲孔模使用寿命降低,生产成本增高。 本文研究的目的在于,通过分析冲孔模的工作状况(工作温度,工作负荷,工作制度等)及其失效形式,并立足于对现有材料不作大的改变情况下,寻求一种既经济合理又能提高寿命的新工艺,籍此改善冲孔模的机械性能及耐磨性,从而提高冲孔模使用寿命,降低成本,满足生产和产品质量的要求。 分析说明:冲孔模这一大型铸件在浇铸过程中,由于浇铸和结晶凝固时间长,既容易对球铁的球化、孕育效果产生不利影响,还容易产生灰斑,缩松,气孔,偏析等缺陷,使冲孔模强度和韧性显著下降。 研究表明:在铁水中加入适当合金成分、孕育剂、球化剂,确定合理浇铸工艺,可以明显提高球铁的球化效果;制定合理的热处理制度,可以使球铁获得奥氏体-贝氏体基体组织,达到优良的强韧性和耐磨性。 结果表明:通过对浇铸工艺和热处理制度的研究,分析球铁的金相组织,测试获得的奥氏体-贝氏体球铁机械性能和反馈的现场使用情况,证明采用非合金化奥氏体-贝氏体球铁新工艺制造的大型冲孔模完全可以满足生产工艺的要求。 本文结合生产实际情况,采用现代材料科学的新技术,探索在制造大型铸件时,如何获得奥氏体-贝氏体球铁组织,达到综合机械性能优良的目的。这是材料科学研究应用于生产实践的一个典型实例。为其它冶金企业如何结合自身特点,采用经济合理的手段,运用现代先进技术,解决企业存在的技术难题,提高产品质量,降低生产成本,增强市场竞争力,塑造出一个可以借鉴的范例


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