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过共晶高铬铸铁挤压成形件质量及其冲击磨料磨损性能分析

靳明坤  
【摘要】:采用平冲头、锥形冲头直接挤压模具以及锥形冲头压力下充型模具,对过共晶高铬铸铁进行半固态挤压成形,分析了模具结构、挤压工艺对成形件宏观质量、微观组织和冲击磨料磨损性能的影响,研究了挤压试样宏观形貌和微观组织与其冲击磨料磨损性能之间的关系。 在相近的挤压压力、挤压温度和保压时间等挤压工艺参数条件下,平冲头挤压模具所得挤压成形件表面质量差,有缩松、缩孔和裂纹等宏观缺陷,其先共晶碳化物尺寸较粗大,组织均匀性差,由于成形件质量和组织最差,使得其冲击磨料磨损性能最差;锥形冲头挤压模具所得挤压成形件表面质量较光滑,消除了裂纹,但仍有缩松和缩孔缺陷,同时其先共晶碳化物有所细化,组织均匀性有所改善,冲击磨料磨损性能也有所改善;锥形冲头压力充型模具所得挤压成形件表面质量最好,其先共晶碳化物细小圆整,组织比较均匀,冲击磨料磨损性能也最好。 对于采用锥形冲头压力下充型模具所得的半固态触变挤压成形件,随着挤压温度的升高,其表面出现飞边、裂纹、冷隔等缺陷,内部宏观形貌也越来越差,有缩松缩孔出现;其先共晶碳化物的尺寸随挤压温度的升高而变大,组织均匀性也越来越差;磨损面越来越粗糙,缩孔缺陷有所增加,梨沟增大,塑性变形和褶皱现象越来越严重,冲击磨料磨损性能越来越差。挤压温度相同时,试样边部较中部宏观缺陷减少,先共晶碳化物更为细小、圆整,组织较为均匀,磨损面较平整,冲击磨料磨损性能也较好。 对于铸态触变挤压成形件,挤压温度为1300℃时铸件成形质量较好,其充型完整,表面较光滑、平整,缩松缩孔相对较少,组织相对均匀,磨损面较平整,脱落现象较少,冲击磨料磨损性能较好;当挤压温度升高到1320℃时,其成形件表面质量差,基本能完成成形,但右下角有缺损,有液体激烈流动的痕迹,其内部宏观形貌较差,有较多缩松缩孔出现,磨损面脱落现象严重,冲击磨料磨损性能差。分析发现影响挤压成形件冲击磨料磨损性能主要因素为:试样组织的形貌,特别是先共晶碳化物形貌和基体组织形貌;成形件的成形质量,特别是成形件致密度和缺陷现象。


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