高锰钢镶铸硬质合金锤头的研制_陈和兴

文章编号:1000-8365(2000)04-0013-02

高锰钢镶铸硬质合金锤头的研制

陈和兴,赵四勇,常　明,张凤华

(广州有色金属研究院耐磨材料研究所,广东广州510650)

摘要:探讨了高锰钢镶铸硬质合金锤头的制造方法;介绍了硬质合金基体成分、镶铸工艺和热处理工艺,作了试样

界面观察和硬度检测;试验表明,2种材料界面呈冶金结合;该锤头的使用寿命是高锰钢锤头的3倍。

关键词:高锰钢;硬质合金;锤头

中图分类号:TG269 文献标识码:A

A Study of High Manganese Steel Hammers with Inserted Hard Alloy

CHEN He-xing,ZHAO Si-yong,CHA NG M ing,Z HAN G Feng-hua

(WRM C Guang zhou Research Institute of N on-ferrous M etals,Guangzhou510650)

A bstract:The process of high m ang anese steel hammers w ith inserted hard alloy is discussed.The interface is found to be a metallurgical bond.Field test show ed that the service life of the new hammers w as three times as long as that of the traditional high manganese steel hammers.

Key Words:High manganese steel;Hard alloy;Hammer;

锤式破碎机锤头大多采用高锰钢制造,高锰钢是1种使用历史悠久的抗磨材料。近10几年来,国内、国外科技工作者为了进一步提高其抗磨性,从许多方面对高锰钢进行了研究。文献[1～3]对高锰钢的合金化作了研究,指出C r、Mo、Ni等元素的加入可以提高σb,其中含Cr或Mo可提高σs;有人认为加Cr可以提高耐磨性,但实践并未观察到这一现象。文献[4]研究了通过改变高锰钢的锰碳比来改善材质的耐磨性。还有通过预先表面硬化处理[5]和改进熔炼、铸造和热处理工艺[6、7]提高高锰钢的使用性能。这些学者的研究对提高高锰钢的耐磨性,取得了一定效果,但对于某些大冲击力且较大件的工况,例如中、大型锤式破碎机锤头,用高锰钢制造仍不够理想,例如用ZGMn13制造锤头,寿命通常只有7天。因此本文论述了镶铸硬质合金的高锰钢的镶铸工艺,材料的热处理,镶铸界面的结合状况以及现场的使用结果,以期提高使用寿命。

1　实验方法

硬质合金采用高锰钢基体(成分见表1),硬质相选用TiC,硬质合金试块形状和尺寸,见图1。镶铸前,用砂布仔细磨光硬质合金表面,在其中1个面上焊1个铁钉(见图1),铁钉另一端插入砂型,使硬质合金试块固定在型腔中央。

高锰钢化学成分,见表1。在中频感应电炉中熔炼,砂型铸造,试样尺寸120mm×120mm×40mm,见图2。

收稿日期:2000-04-11;　修订日期:2000-05-25

作者简介:陈和兴(1961-　),男,福建泉州人,高工,博士生.

表1　试验材料的化学成分

Tab.1　Chemical compositio n of test material%

C M n Si P S

硬质合金基体1.213.20.50.050.02

高锰钢 1.112.50.60.040.

009

图1　硬质合金试块 图2　试样硬度(HRC)分布

F ig.1　Test piece of inser ted　Fig.2　Test piece hardness

hard alloy distributio n

试样在箱式电阻炉中进行热处理,采用水韧处理,加热温度为1050℃。

界面结合状况先用肉眼观察,然后用光学显微镜和电子探针(型号JCXA—733)分析界面附近组织、结构和元素的分布。

2　实验结果与讨论

经机加工后试样表面通过肉眼观察,发现用上述方法得到的试样,在高锰钢与硬质合金的交接处除了颜色不同(高锰钢为白色,硬质合金为黑色)外,看不到任何缝隙,说明2种材质结合得很好。

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经测试,硬质合金镶铸以前的硬度为H RC59—61,与高锰钢镶铸并经水韧处理以后,对试样表面进行硬度测试表明,硬质合金中间区域硬度基本保持不变(HRC60),但在其与高锰钢结合的附近区域,硬度下降到H RC58,而且在高锰钢一侧靠近硬质合金区域的硬度(HRC :30～60)也比远离硬质合金的高锰钢硬度(22～24)高得多,说明在高锰钢与硬质合金的结合部材质的硬度出现1个介于2种材质硬度之间的过渡区,这是由于高锰钢与硬质合金互相渗透的结果。

为了更好地检查2种材质界面的结合状况,在镶铸结合处切取了金相试样(如图2),抛光后用电子探针对结合界面附近显微组织进行分析。图3给出了结合处的SEM 像片,从图中可以看出,硬质合金的基体与高锰钢结合得很好,看不到结合处,即高锰钢与硬质合金基体是熔为一体的。在高锰钢一侧可看到稀疏分布着TiC 颗粒的区域。即硬质合金中的硬质相TiC 部分地从硬质合金一侧漂移到高锰钢一侧,这是由于在镶铸过程中,高锰钢液熔化了硬质合金表面基体,使得表面部分硬质相TiC 向高锰钢液漂移,冷却凝固后,这些TiC 颗粒就随机地固定在高锰钢中

。

图3　2种材料结合处SEM 像

Fig .3　SEM image at the bond o f tw o materials

为了更好地说明2种材质镶铸界面的结合状况,在结合处做了某个视场Ti 元素的面分布,图3给出了

SEM 像和同一视场的Ti 元素的面分布。从图4可以看出,在硬质合金一侧,富集着Ti 元素的特征X 射线像,在高锰钢一侧靠近界面区域也有Ti 元素的特征X 射线像,说明在高锰钢1侧有Ti 元素存在,这是由于镶铸时2种材质呈冶金结合,硬质合金中的TiC 向高锰钢一侧漂移,热处理时,TiC 中的Ti 元素向高锰钢扩散。由此可以看出,TiC 颗粒与高锰钢是非常牢固地结合在一起的。

上述实验结果表明,硬质合金与高锰钢镶铸为冶金结合。2种材质镶铸的界面不管是硬度,还是组织、结构及元素的分布都出现了1个过渡区,使得硬质合金非常牢固地镶铸在高锰钢中。在使用过程中,高硬度

图4　2种材料结合处SEM 像和T i 元素面分布图

Fig .4　SEM image at the bond of tw o materials and distribution of Ti

的硬质合金起着抵抗材料磨损的作用,从而大大提高材质的使用寿命。图5　镶铸高锰钢锤头硬质合金示意图

F ig .

5　Sketch map of hig h

manganese steel

hammer with in -serted hardness al -loy

3　现场使用

为了考查镶铸高锰钢的使用性能,又在锤式破碎机锤头(如图5,质量120kg )易磨损面镶铸多个圆柱型硬质合金。镶铸前先把硬质合金( 25mm ×40mm )用砂

布打磨干净,在每个硬质合金1端焊上1个铁钉,铁钉另1端插入砂型,从而使硬质合金固定在型腔中。浇注后,硬质合金就镶铸在高锰

钢中。

用上述方法制造的锤头在广东顺德鸿运石场使用,该石场破碎的物料是用于高速公路的硬石头,使用寿命为20d 。而原使用的高锰钢锤头寿命仅为7d ,镶

铸锤头的成本与高锰钢锤头比只增加30%,显示了镶铸锤头良好的经济效益和社会效益。4　结论

(1)高锰钢基硬质合金和高锰钢镶铸的界面呈冶金结合。前者的基体与后者熔为一体;看不到界面;前者的硬质相TiC 部分地漂移到后者一侧;且硬质相中Ti 元素也部分地扩散到高锰钢中。

(2)镶铸硬质合金锤头的工艺简单,易于掌握。

(3)镶铸硬质合金的高锰钢锤头寿命约为高锰钢锤头的3倍,而成本只提高30%。

参考文献

[1]　赵四勇,等.关于高锰钢的若干问题[J ].铸造技术,1999,(4):34～36

[2]　JIANG Qichuan .Proceedings of the 61st Worl d Foundry Congress

[C ].C hina Beijing :1995.511[3]　陈希杰.高锰钢[M ].北京:机械工业出版社,1989.[4]　马青圃,等.[J ].矿山机械,1987,(5):55～56[5]　中国专利.[P ].CN85103847A .1985.[6]　袁献文.[J ].矿山机械,1980,(4):48～56[7]　朱瑞富,等.[C ].全国第二届青年热处理学术会文集,1990.

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(工艺技术)第章铸造工艺设计基础

第1章铸造工艺设计基础 § 1-1零件结构的铸造工艺性分析 § 1-2铸造工艺方案的确定 § 1-3铸造工艺参数的确定 § 1-4砂芯设计 铸造生产周期较长，工艺复杂繁多。为了保证铸件质量，铸造工作者应根据铸件特点，技术条件和生产批量等制订正确的工艺方案，编制合理的铸造工艺流程，在确保铸件质量的 前提下，尽可能地降低生产成本和改善生产劳动条件。本章主要介绍铸造工艺设计的基础知 识，使学生掌握设计方法，学会查阅资料，培养分析问题和解决问题的能力。 § 1-1零件结构的铸造工艺性分析 铸造工艺性，是指零件结构既有利于铸造工艺过程的顺利进行，又有利于保证铸件质量。 还可定义为：铸造零件的结构除了应符合机器设备本身的使用性能和机械加工的要求外，还应符合铸造工艺的要求。这种对铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性称为铸件的铸造工艺性。 另定义：铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化 铸造工艺过程和降低成本。 铸造工艺性不好，不仅给铸造生产带来麻烦，不便于操作，还会造成铸件缺陷。因此，为了简化铸造工艺，确保铸件质量，要求铸件必须具有合理的结构。 一、铸件质量对铸件结构的要求 1 .铸件应有合理的壁厚 某些铸件缺陷的产生，往往是由于铸件结构设计不合理而造成的。采用合理的铸件结构，可防止许多缺陷。 每一种铸造合金，都有一个合适的壁厚范围，选择得当，既可保证铸件性能（机械性能）要求，又便于铸造生产。在确定铸件壁厚时一般应综合考虑以下三个方面：保证铸件达到所需要的强度和刚度；尽可能节约金属；铸造时没有多大困难。 （1 ）壁厚应不小于最小壁厚 在一定的铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小壁厚称为该铸造合金的最小壁厚。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，应使铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。各种铸造工艺条件下，铸件最小允许壁厚见表7-1?表7-5 表1-1砂型铸造时铸件最小允许壁厚（单位：mm） 合金种类铸件最大轮廓尺寸为下列值时/ mm

锤头铸造工艺

综合设计性生产实验报告 ——锤头铸造工艺设计 学生姓名： 班级： 学号： 实验时间：2013.12.13-2013.12.27 实验地点：分析测试中心、工程训练车间等同组人员： 指导教师：肖玄

1实验目的 1.培养学生调查市场能力，了解生产产品所需原材料及其市场价格，对铸造行业市场有大致的初步接触与了解。 2.锻炼学生的分析问题和解决问题的综合协调能力，对本组设计产品的应用范围，工作条件，成分组成，发展状况有较深的认识。 3.加深学生对铸造工艺，熔炼工艺及铸件质量检测过程的进一步了解，使学生将所学专业理论知识、工厂实践综合性的有机结合。 4.着重培养学生的创新能力、综合工程技术能力及团队协调能力。 2实验原理 在铸造生产中广泛应用的模板（包括模板、芯盒）依据制作材料可分为木、金属、塑料、泡沫塑料等模样与芯盒。木模用于单件、批量生产，金属模用于成批量生产，塑料泡沫用于大型件生产。 塑料模具用于消失模生产，它是由环氧树脂制作，具有制造成本低、易加工、表面光洁、环保的特点。非常适用于大批量、复杂铸件的生产。但是它也有自身的缺点：质较脆、有较大的毒性。但是它最大的优点就是：几乎适用于所有不同批量的生产，由于浇注前不用将塑料模具从铸型中取出，因而又叫做实型铸造，在浇注的过程中，金属液的热量使得塑料模具融化，气化之后排除铸型。因而又叫做消失模铸造，这种塑料只能使用一次，对于大批量生产，并不是特别适用，但是对于复杂、性能要求较高的铸件，它的优势是别的铸造方法所无法替代的。

本实验通过对锤头的铸造分析，从而确定合适的铸造方法以浇注出合格的锤头。 3实验设备及原料 3.1实验设备 箱式电阻炉、抛光机、个人计算机、CAD绘图软件等。 表1箱式电阻炉参数表 电压频率加热功率最高温度最大尺寸 参数3×400V 50HZ 12KW 1300℃520×600×650mm 3.2实验原料 铝球、原砂、水玻璃、水、硝酸、盐酸、无水乙醇﹑各粒度砂纸、M3及M10抛光膏。 4实验步骤 4.1在生产中的应用情况 锤头是锤式破碎机核心零部件之一，排列在破碎机转子的锤轴上，锤头在破碎机高速运转时直接打击物料，最终破碎成合适的物料粒度。现在市场上的破碎机锤头根据制造工艺可以分为两种：铸造和锻造，但是他们的耐磨程度是不一样的。由于破碎物料，头部需要良好的耐磨性而柄部又需要足够韧性，通常用合金钢、高锰钢、铸钢加高铬铸铁双金属复合等材料用锻造或铸造方法一次成型，配上相应的热处理工艺就比较经济一点，破碎机锤头根据材质可以分为种：高锰钢锤头、双金属锤头、复合锤头、大金牙锤头、中铬合金锤头,硬质

铸造工艺学课程设计案例

前言 铸造工艺学课程就是培养学生熟悉对零件及产品工艺设计的基本内容、原则、方法与步骤以及掌握铸造工艺与工装设计的基本技能的一门主要专业课。课程设计则就是铸造工艺学课程的实践性教学环节,同时也就是我们铸造专业迎来的第一次全面的自主进行工艺与工装设计能力的训练。在这个为期两周的过程里,我们有过紧张,有过茫然,有过喜悦,从中感受到了学习的艰辛,也收获到了学有所获的喜悦,回顾一下,我觉得进行铸造工艺学课程设计的目的有如下几点: 通过课程设计实践,树立正确的设计思想,增强创新意识,培养综合运用铸造工艺学课程与其她先修课程的的理论与实际知识去分析与解决实际问题的能力。 通过制定与合理选择工艺方案,正确计算零件结构的工作能力,确定尺寸,掌握了浇冒口的作用及其原理,具有正确设计浇冒口系统的初步能力;掌握铸造工艺与工装设计的基本技能。 熟悉型砂必须具备的性能要求,原材料的基本规格及作用,并初步具备分析与解决型砂有关问题的能力。 熟悉涂料的作用、基本组成及质量的控制;了解提高铸件表面质量与尺寸精度的途径。 了解合金在铸造过程中容易产生的铸造缺陷以及采取相关的防止途径,并初步具备分析、解决这类缺陷的基本解决途径 学习进行设计基础技能的训练,例如:计算、绘图、查阅设计资料与手册等。 目录 第一章零件铸造工艺分析 (4) 1、1零件基本信息 (4) 1、2材料成分要求 (4) 1、3铸造工艺参数的确定 (4) 1、3、1铸造尺寸公差与重量公差 (5) 1、3、2机械加工余量 (5) 1、3、3铸造收缩率 (5) 1、3、4拔模斜度 (5) 1、4其她工艺参数的确定 (5) 1、4、1工艺补正量 (5) 1、4、2分型负数 (5) 1、4、3非加工壁厚的负余量 (5)

锤头铸造工艺设计

目录 目录 (2) 1实验目的 (3) 2实验原理 (3) 3实验设备及原料 (3) 3.1实验设备 (3) 3.2实验原料 (3) 3.3原料市场价格 (3) 4 实验步骤 (4) 4.1在生产中的应用情况 (4) 4.2铸件图 (4) 4.3成分设计 (4) 4.4铸造工艺方案及参数设计 (5) 4.4.1 铸造工艺方案的确定 (5) 4.4.2 铸造工艺方案的确定 (5) 4.4.3铸造工艺参数 (9) 4.4.4 冷铁的设定 (10) 4.5配料 (10) 4.6混砂及造型 (11) 4.7熔炼、浇注以及清理 (12) 4.7.1 熔炼 (12) 4.7.2浇注 (13) 4.7.3清理 (13) 4.8取样 (14) 4.9性能测试 (14) 4.9.1硬度测试 (14) 4.9.2 金相组织分析 (14) 5 试验结果及分析 (15) 5.1实验结果 (15) 5.2断裂分析 (15) 5.3表面和断口分析 (15) 5.4金相图分析 (16) 5.5硬度分析 (16) 6实验心得 (17) 参考文献 (18)

1实验目的 1. 培养学生调查市场能力，了解生产产品所需原材料及其市场价格，对铸造行业市场有大致的初步接触与了解。 2. 锻炼学生的分析问题和解决问题的综合协调能力，对本组设计产品的应用范围，工作条件，成分组成，发展状况有较深的认识。 3. 加深学生对铸造工艺，熔炼工艺及铸件质量检测过程的进一步了解，使学生将所学专业理论知识、工厂实践综合性的有机结合。 4. 着重培养学生的创新能力、综合工程技术能力及团队协调能力。 2实验原理 通过对锤头工作状况的了解，选择成分牌号，并根据牌号进行配料计算。再根据其结构进行分析选择铸造方式，并进行铸造工艺的设计，浇冒口的设计。再进行混砂、造型和制芯。最后进行实际的感应炉熔炼和浇注。将获得的铸件进行清砂、硬度和金相观察。根据根据检测的结果进行分析讨论并进行方案的修改。 3实验设备及原料 3.1实验设备 非真空中频感应、MCE金相显微镜、个人计算机、CAD 绘图软件等。 表 1 MCE热处理炉参数表 电压频率加热功率最高温度最大尺寸 参数3×400V 50HZ 12KW 1300℃520×600×650mm 3.2实验原料 废钢、生铁、铬铁、硅铁、锰铁、原砂、粘土、水玻璃、水、淬火冷却油、硝酸、酒精﹑Cr2O3细抛光粉。 3.3原料市场价格 本设计所需原料为废钢、回炉料、硅铁、锰铁等，其价格大致如下表1所示： 表1 四川地区铸造原料市场价格表 原料名称废钢生铁硅铁锰铁铬铁 价格（元/吨）2500 3000 7200 7000 9000

典型铸铁件铸造工艺设计与实例

典型铸铁件铸造工艺设计与实例叙述铸造生产中典型铸铁件——气缸类铸件、圆筒形铸件、环形铸件、球墨铸铁曲轴、盖类铸件、箱体及壳体类铸件、阀体及管件、轮形铸件、锅形铸件及平板类铸件的铸造实践。内容涉及材质选用、铸造工艺过程的主要设计、常见主要铸造缺陷及对策等。 第1章气缸类铸件 1.1 低速柴油机气缸体 1.1.1 一般结构及铸造工艺性分析1.1.2 主要技术要求 1.1.3 铸造工艺过程的主要设计1.1.4 常见主要铸造缺陷及对策1.1.5 铸造缺陷的修复 1.2 中速柴油机气缸体 1.2.1 一般结构及铸造工艺性分析1.2.2 主要技术要求 1.2.3 铸造工艺过程的主要设计1.3 空气压缩机气缸体 1.3.1 主要技术要求 1.3.2 铸造工艺过程的主要设计第2章圆筒形铸件 2.1 气缸套 2.1.1 一般结构及铸造工艺性分析2.1.2 工作条件 2.1.3 主要技术要求 2.1.4 铸造工艺过程的主要设计2.1.5 常见主要铸造缺陷及对策2.1.6 大型气缸套的低压铸造2.1.7 气缸套的离心铸造 2.2 冷却水套 2.2.1 一般结构及铸造工艺性分析2.2.2 主要技术要求 2.2.3 铸造工艺过程的主要设计2.2.4 常见主要铸造缺陷及对策2.3 烘缸 2.3.1 结构特点 2.3.2 主要技术要求 2.3.3 铸造工艺过程的主要设计2.4 活塞 2.4.1 结构特点 2.4.2 主要技术要求 2.4.3 铸造工艺过程的主要设计2.4.4 砂衬金属型铸造 第3章环形铸件 3.1 活塞环3.1.1 概述 3.1.2 材质 3.1.3 铸造工艺过程的主要设计 3.2 L形环 3.2.1 L形环的单体铸造 3.2.2 L形环的筒形铸造 第4章球墨铸铁曲轴 4.1 主要结构特点 4.1.1 曲臂与轴颈的连接结构 4.1.2 组合式曲轴 4.2 主要技术要求 4.2.1 材质 4.2.2 铸造缺陷 4.2.3 质量检验 4.2.4 热处理 4.3 铸造工艺过程的主要设计 4.3.1 浇注位置 4.3.2 模样 4.3.3 型砂及造型 4.3.4 浇冒口系统 4.3.5 冷却速度 4.3.6 熔炼、球化处理及浇注 4.4 热处理 4.4.1 退火处理 4.4.2 正火、回火处理 4.4.3 调质（淬火与回火）处理 4.4.4 等温淬火 4.5 常见主要铸造缺陷及对策 4.5.1 球化不良及球化衰退 4.5.2 缩孔及缩松 4.5.3 夹渣 4.5.4 石墨漂浮 4.5.5 皮下气孔 4.6 大型球墨铸铁曲轴的低压铸造 第5章盖类铸件 5.1 柴油机气缸盖 5.1.1 一般结构及铸造工艺性分析 5.1.2 主要技术要求 5.1.3 铸造工艺过程的主要设计 5.2 空气压缩机气缸盖 5.2.1 一般结构及铸造工艺性分析 5.2.2 主要技术要求 5.2.3 铸造工艺过程的主要设计 5.3 其他形式气缸盖 5.3.1 一般结构 5.3.2 主要技术要求 5.3.3 铸造工艺过程的主要设计 第6章箱体及壳体类铸件 6.1 大型链轮箱体 6.2 增压器进气涡壳体 6.3 排气阀壳体 6.4 球墨铸铁机端壳体 6.5 球墨铸铁水泵壳体 6.6 球墨铸铁分配器壳体 第7章阀体及管件 7.1 灰铸铁大型阀体 7.2 灰铸铁大型阀盖 7.3 球墨铸铁阀体 7.4 管件 7.5 球墨铸铁螺纹管件 7.6 球墨铸铁管卡箍 7.6.1 主要技术要求 7.6.2 铸造工艺过程的主要设计 7.6.3 常见主要铸造缺陷及对策 第8章轮形铸件 8.1 飞轮 8.2 调频轮 8.3 中小型轮形铸件 8.4 球墨铸铁轮盘 第9章锅形铸件 9.1 大型碱锅 9.2 中小型锅形铸件 第10章平板类铸件 10.1 大型龙门铣床落地工作台 10.2 大型立式车床工作台 10.3 大型床身中段 10.4 大型底座 中国机械工业出版社精装16开定价：299元

铸造工艺设计基础

铸造工艺设计基础 铸造生产周期较长，工艺复杂繁多。为了保证铸件质量，铸造工作者应根据铸件特点，技术条件和生产批量等制订正确的工艺方案，编制合理的铸造工艺流程，在确保铸件质量的前提下，尽可能地降低生产成本和改善生产劳动条件。本章主要介绍铸造工艺设计的基础知识，使学生掌握设计方法，学会查阅资料，培养分析问题和解决问题的能力。 §1-1 零件结构的铸造工艺性分析 铸造工艺性，是指零件结构既有利于铸造工艺过程的顺利进行，又有利于保证铸件质量。 还可定义为：铸造零件的结构除了应符合机器设备本身的使用性能和机械加工的要求外，还应符合铸造工艺的要求。这种对铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性称为铸件的铸造工艺性。另定义：铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸造工艺过程和降低成本。 铸造工艺性不好，不仅给铸造生产带来麻烦，不便于操作，还会造成铸件缺陷。因此，为了简化铸造工艺，确保铸件质量，要求铸件必须具有合理的结构。 一、铸件质量对铸件结构的要求 1．铸件应有合理的壁厚 某些铸件缺陷的产生，往往是由于铸件结构设计不合理而造成的。采用合理的铸件结构，可防止许多缺陷。 每一种铸造合金，都有一个合适的壁厚范围，选择得当，既可保证铸件性能（机械性能）要求，又便于铸造生产。在确定铸件壁厚时一般应综合考虑以下三个方面：保证铸件达到所需要的强度和刚度；尽可能节约金属；铸造时没有多大困难。 （1）壁厚应不小于最小壁厚 在一定的铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小壁厚称为该铸造合金的最小壁厚。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，应使铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。各种铸造工艺条件下，铸件最小允许壁厚见表7-1～表7-5 砂型铸造时铸件最小允许壁厚（单位：㎜）1-1 表

铸造工艺设计实例

轴承座铸造工艺设计说明书 一、工艺分析 1、审阅零件图 仔细审阅零件图，熟悉零件图，而且提供的零件图必须清晰无误，有完整的尺寸和各种标记。仔细样。注意零件图的结构是否符合铸造工艺性，有两个方面：（1）审查零件结构是否符合铸造工艺 （2 ）在既定的零件结构条件下，考虑铸造过程中可能出现的主要缺陷，在工艺设计中采取措施避 零件名称：轴承座 零件材料：HT150 生产批量：大批量生产 2、零件技术要求 铸件重要的工作表面，在铸造是不允许有气孔、砂眼、渣孔等缺陷。 3、选材的合理性 铸件所选材料是否合理，一般可以结合零件的使用要求、车间设备情况、技术状况和经济成本等， 用铸造合金（如铸钢、灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、铸造铝合金、铸造铜合金等）的 牌号、性能、工艺特点、价格和应用等，进行综合分析，判断所选的合金是否合理。 4、审查铸件结构工艺性 铸件壁厚不小于最小壁厚5-6又在临界壁厚20-25以下。 二、工艺方案的确定

1、铸造方法的确定 铸造方法包括：造型方法、造芯方法、铸造方法及铸型种类的选择 （1）造型方法、造芯方法的选择 根据手工造型和机器造型的特点，选择手工造型 （2）铸造方法的选择 根据零件的各参数，对照表格中的项目比较，选择砂型铸造。 （3）铸型种类的选择 根据铸型的特点和应用情况选用自硬砂。 2、浇注位置的确定 根据浇注位置选择的4条主要规则，选择铸件最大截面，即底面处。 3、分型面的选择 本铸件采用两箱造型，根据分型面的选择原则，分型面取最大截面，即底面。 三、工艺参数查询 1、加工余量的确定 根据造型方法、材料类型进行查询。查得加工余量等级为11~13， 取加工余量等级为12。

铸造工艺基础要点

铸造工艺基础知识 一、铸造方法 常见的铸造方法有以下几种： 1、砂型铸造：砂型铸造是将原砂和粘结剂、辅助材料按一定比例混 制好以后，用模型造出砂型，浇入液体金属而形成铸 件的一种方法。砂型铸造是应用最普遍的一种铸造方 法。 2、熔模铸造：熔模铸造又称“失蜡铸造”，通常是在蜡模表面涂上数 层耐火材料，待其硬化干燥后，将其中的蜡模熔去而 制成型壳，再经过焙烧，然后进行浇注，而获得铸件 的一种方法。由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和 表面粗糙度，所以又称“熔模精密铸造”。 3、金属型铸造：金属型铸造又称硬模铸造，它是将液体金属用重力 浇注法浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。 所以又称“重力铸造”。 4、低压铸造：低压铸造是液体金属在压力作用下由下而上的充填型 腔，以形成铸件的一种方法。由于所用的压力较低， 所以叫低压铸造。 5、压力铸造：压力铸造简称压铸，是在高压作用下，使液态或半液 态金属以较高的速度充填压铸型型腔，并在压力作用 下凝固而获得铸件的一种方法。

6、离心铸造：离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中，使液体金 属在离心力的作用下充填铸型和凝固成形的一种铸造 方法。 7、连续铸造：连续铸造是将熔融的金属不断浇入一种叫做结晶器的 特殊金属型中，凝固了的铸件连续不断的从结晶器的 另一端拉出，从而获得任意长度或特定长度铸件的一 种方法。 8、消失模铸造：消失模铸造是采用泡沫气化模造型，浇注前不用取 出模型，直接往模型上浇注金属液，模型在高温下 气化，腾出空间由金属液充填成型的一种铸造方法。 也叫“实型铸造”。 二、零件结构的铸造工艺性分析 零件结构的铸造工艺性通常指的是零件的本身结构应符合铸造生产的要求，既便于整个铸造工艺过程的进行，又利于保证产品质量。 对产品零件图进行分析有两方面的作用：第一，审查零件结构是否符合铸造生产的工艺要求。因为零件的设计者往往不完全了解铸造工艺。如发现结构设计有不合理的地方，就要与有关方面进行研究，在不影响使用要求的前提下，予以改进。这对简化工艺过程、保证质量及降低成本均有极大作用。第二，在既定的零件结构条件下，考虑在铸造过程中可能出现的主要缺陷，在工艺设计中采取相应工艺措施予以避免。 （一）从避免缺陷方面审查铸件结构的合理性

《金属材料与热处理》学习提纲(士兵)

《金属材料与热处理》（第五版）课程学习提纲 一、课程性质、目的和任务 金属材料与热处理是一门技术基础课。其主要内容包括：金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理、常用金属材料及非金属材料的牌号等。 二、教学基本要求 本课程的任务是使学生掌握金属材料与热处理的基本知识，为学习专业理论，掌握专业技能打好基础。通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求： (1)了解金属学的基本知识。 (2)掌握常用金属材料的牌号、性能及用途。 (3)了解金属材料的组织结构与性能之间的关系。 (4)了解热处理的一般原理及其工艺。 (5)了解热处理工艺在实际生产中的应用。 三、学习内容及要求 绪论 ※学习要求： 1、明确学习本课程的目的。 2、了解本课程的基本内容。 ※学习内容： 1、学习金属材料与热处理的目的 2、金属材料与热处理的基本内容 3、金属材料与热处理的发展史 4、金属材料在工农业生产中的应用 ※思考与练习 1、金属材料与热处理是一门怎样的课程。 2、什么是金属与金属材料。 第一章金属的结构与结晶 ※学习要求： 1、了解金属的晶体结构。 2、掌握纯金属的结晶过程。 3、掌握纯铁的同素异构转变。 ※学习内容： §1-1 金属的晶体结构 一、晶体与非晶体 二、晶体结构的概念 三、金属晶格的类型 §1—2纯金属的结晶

一、纯金属的冷却曲线及过冷度 二、纯金属的结晶过程 三、晶粒大小对金属力学性能的影响 四、金属的同素异构转变 ※思考与练习： 1、什么是晶体和非晶体？它们在性能上有什么不同？ 2、什么是晶格和晶胞？金属主要有哪三种晶格类型？它们的晶胞各有什么特点？ 3、什么是结晶？结晶由哪两个基本过程？ 4、金属晶粒大小对金属材料性能有什么影响？ 5、什么是同素异构转变？具有同素异构转变的金属有哪些？ 第二章金属的性能 ※学习要求： 1、掌握金属的力学性能，包括强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳等概念及各力学性能的衡量指标。 2、了解金属的工艺性能。 ※学习内容： §2—2 金属的力学性能 一、强度 二、塑性 三、硬度 四、冲击韧性 五、疲劳强度 §2-3金属的工艺性能 一、铸造性能 二、锻造性能 三、焊接性能 四、切削加工性能 ※思考与练习 1、什么是载荷？根据性质不同可分为哪几种？ 2、什么是金属的力学性能？金属的力学性能包括哪些内容？ 3、什么是强度？强度有哪些衡量指标？这些指标的符号是什么？ 4、什么是塑性？塑性有哪些衡量指标？这些指标的符号是什么？ 5、什么是硬度？常用的硬度实验法有哪三种？各用什么符号表示？ 6、常用的洛式硬度标尺有哪三种？各用什么符号表示？最常用的是哪一种？ 7、什么是冲击韧性？什么是冲击韧度？其值有什么符号表示？ 8、什么是疲劳断裂？什么是疲劳强度 9、什么是金属的工艺性能？它包括哪些内容？

铸造工艺学课程设计案例

前言 铸造工艺学课程是培养学生熟悉对零件及产品工艺设计的基本内容、原则、方法和步骤以及掌握铸造工艺和工装设计的基本技能的一门主要专业课。课程设计则是铸造工艺学课程的实践性教学环节，同时也是我们铸造专业迎来的第一次全面的自主进行工艺和工装设计能力的训练。在这个为期两周的过程里，我们有过紧张，有过茫然，有过喜悦，从中感受到了学习的艰辛，也收获到了学有所获的喜悦，回顾一下，我觉得进行铸造工艺学课程设计的目的有如下几点：通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用铸造工艺学课程和其他先修课程的的理论与实际知识去分析和解决实际问题的能力。 通过制定和合理选择工艺方案，正确计算零件结构的工作能力，确定尺寸，掌握了浇冒口的作用及其原理，具有正确设计浇冒口系统的初步能力；掌握铸造工艺和工装设计的基本技能。 熟悉型砂必须具备的性能要求，原材料的基本规格及作用，并初步具备分析和解决型砂有关问题的能力。 熟悉涂料的作用、基本组成及质量的控制；了解提高铸件表面质量和尺寸精度的途径。 了解合金在铸造过程中容易产生的铸造缺陷以及采取相关的防止途径，并初步具备分析、解决这类缺陷的基本解决途径 学习进行设计基础技能的训练，例如：计算、绘图、查阅设计资料和手册等。

目录 零件铸造工艺分析 (4) 零件基本信息 (4) 材料成分要求 (4) 铸造工艺参数的确定 (4) 铸造尺寸公差和重量公差 (5) 机械加工余量 (5) 铸造收缩率 (5) 拔模斜度 (5) 其他工艺参数的确定 (5) 工艺补正量 (5) 分型负数 (5) 非加工壁厚的负余量 (5) 反变形量 (5) 分芯负数 (6) 铸造三维实体造型 (6) 上冠件图纸技术要求 (6) 上冠件结构工艺分析 (6) 基于UG零件的三维造型 (6) 软件简介 (6) 零件的三维造型图 (6) 第三章铸造工艺方案设计 (7) 工艺方案的确定 (7) 铸造方法 (7) 型（芯）砂配比 (8) 混砂工艺 (8) 铸造用涂料、分型剂及修补材料 (8) 铸造熔炼 (8) 熔炼设备 (9) 熔炼工艺 (9) 分型面的选择 (9) 砂箱大小及砂箱中铸件数目的确定 (10) 砂芯设计及排气 (11) 芯头的基本尺寸 (11) 芯撑、芯骨的设计 (12) 砂芯的排气 (12) 第四章浇冒系统的设计及计算 (12) 浇注系统的类型及选择 (12) 浇注位置的选择 (12)

铸造工艺设计步骤

铸造工艺设计： 就是根据铸造零件的结构特点,技术要求,生产批量和生产条件等,确定铸造方案和工艺参数,绘制铸造工艺图,编制工艺卡等技术文件的过程.设计依据： 在进行铸造工艺设计前,设计者应掌握生产任务和要求,熟悉工厂和车间的生产条件,这些是铸造工艺设计的基本依据.设计内容： 铸造工艺设计内容的繁简程度,主要决定于批量的大小,生产要求和生产条件.一般包括下列内容： 铸造工艺图,铸件(毛坯)图,铸型装配图(合箱图),工艺卡及操作工艺规程.设计程序： 1零件的技术条件和结构工艺性分析;2选择铸造及造型方法;3确定浇注位置和分型面;4选用工艺参数;5设计浇冒口,冷铁和铸肋;6砂芯设计;7在完成铸造工艺图的基础上,画出铸件图;8通常在完成砂箱设计后画出;9综合整个设计内容.铸造工艺方案的内容： 造型,造芯方法和铸型种类的选择,浇注位置及分型面的确定等.铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置.分型面是指两半铸型相互接触的表面.确定砂芯形状及分盒面选择的基本原则,总的原则是： 使造芯到下芯的整个过程方便,铸件内腔尺寸精确,不至造成气孔等缺陷,使芯盒结构简单.1保证铸件内腔尺寸精度;2保证操作方便;3保证铸件壁厚均匀;4应尽量减少砂芯数目;5填砂面应宽敞,烘干支撑面是平面;6砂芯形状适应造型,制型方法.铸造工艺参数通常是指铸型工艺设计时需要确定的某些数据.1铸件尺寸公差： 是指铸件各部分尺寸允许的极限偏差,它取决于铸造工艺方法等多种因素.2主见重量公差定义为以占铸件公称质量的百分率为单位的铸件质量变动的允许值.3机械加工余量： 铸件为保证其加工面尺寸和零件精度,应有加工余量,即在铸件工艺设计时预先增加的,而后在机械加工时又被切去的金属层厚度,称为机械加工余量,简称加工余量.代号用MA，由精到粗分为ABCDEFGH和J9个等级。

高锰钢锤头铸造工艺及工装毕业设计说明书

目录 摘要 (4) 绪论 (6) 第一章高锰钢锤头的铸造工艺方案的确定 (7) 1.1 高锰钢锤头的铸造工艺性分析 (7) 1.1.1 设计任务 (7) 1.2 造型材料的选择 (7) 1.3 造型和造芯方法的选择 (8) 1.4 分型面和浇注位置的选择 (8) 1.4.1 分型面的选择 (8) 1.4.2 浇注位置的确定 (8) 1.4.3 铸件在砂箱中的排列 (9) 第二章高锰钢锤头工艺设计 (10) 2.1 高锰钢锤头工艺参数的选择 (10) 2.1.1 机械加工余量 (10) 2.1.2 拔模斜度 (10) 2.1.3 铸造收缩率 (10) 2.2 砂芯的设计 (10) 2.2.1 砂芯的固定 (10) 2.2.2 芯头的尺寸和间隙 (10) 2.2.3 芯骨的设计 (11) 2.3 浇注系统的设计 (11) 2.3.1 浇注系统类型的选择 (11) 2.3.2 浇注系统各部分尺寸的计算 (11) 2.3.3 浇口杯尺寸的设计 (12) 2.4 冒口的设计 (13) 2.4.1 模数的计算 (13) 2.4.2 冒口位置的确定 (13)

2.5 冷铁的设计 (14) 2.5.1 冷铁的作用 (14) 2.5.2 冷铁位置的确定 (15) 2.5.3 冷铁尺寸的确定 (15) 第三章模拟分析 (15) 3.1 分析系统 (15) 3.2 设计方案模拟分析结果 (15) 第四章铸造工艺装备设计 (16) 4.1 摸样的设计 (16) 4.1.1 模样材料的选择 (16) 4.1.2 模样尺寸的计算 (16) 4.1.3 模样壁厚及加强肋 (17) 4.2 模板的设计 (18) 4.2.1 模板的类型和材料 (18) 4.2.2 造型机的选用 (18) 4.2.3 确定模板尺寸 (18) 4.2.4 模底板的壁厚和加强肋 (18) 4.2.5 模底板与砂箱的定位装置 (19) 4.2.6 模底板的搬运结构 (21) 4.2.7 模底板在造型机上的安装结构 (22) 4.2.8 模样与模底板的装配 (22) 4.3 热芯盒的设计 (24) 4.3.1 热芯盒的材料 (25) 4.3.2 芯盒内腔尺寸的计算 (25) 4.3.3 热芯盒结构设计 (25) 4.3.4 加热装置的设计 (26) 4.3.5 芯盒结构图 (27) 4.4 砂箱的设计 (28) 4.4.1 砂箱的选择 (28)

金属材料及热处理大纲

《金属材料与热处理》课程教学大纲 课程名称：金属材料与热处理 适用专业：数控模具先修课程：机械制图、工程力学 总学时数： 64 总学分数： 2 理论学时： 60 实践学时： 4 主撰人： 一、课程的地位、作用与任务 本课程是机械类各专业的一门重要的专业基础课，承担了培养了解金属的组 织和结构、材料的机械和力学性能以及掌握各种材料热处理方法和工艺的专业技 术人才的重任；是一门融汇了多学科知识于一体，培养能够发展机电一体化技术， 开发、设计机电一体生产的应用型、管理型、复合型人才的必修课。 二、课程教学的目标和基本要求 通过本课程的学习，要了解和掌握常用材料的分类，牌号，性能，用途及一般的选取原则，了解钢、铁及有色金的热处理工艺原理、特点及应用。 培养学生的工程观念和规范意识，要善于观察、思考，勤于实践，培养学生 应用理论联系实际的方法去解决工程实际问题。具有合理选择材料和制造热 处理工艺路线的能力。 学生应在先学完《物理》《工程分子》等课程，并经过金属工艺的生产实训，对材料及热处理方面有一定的感性认识后，再学习本课程，通过本课 程的学习，为《机械制造》等专业课奠定基础，也为学生从事机电一体化专 业方面工作打下坚实的基础。 三、课程教学内容及要求 绪论（1学时） （一）教学目标 通过本章学习了解金属材料的学习方法及本课程的内容 （二）教学重点 深刻理解本课程的内容及学习方法 （三）教学内容： 1．金属的发展过程 2．学习本门课程的方法 3．本课程的内容及重点和难点

第一章金属的性能（5学时） （一）教学目标 掌握金属的力学性能，了解金属的其它性能 （二）教学重点 掌握金属材料的主要力学性能指标，以及各性能的符号、表示方法 （三）教学内容： 1．金属的力学性能 2．金属的工艺性能 第二章金属的晶体结构与结晶（4学时） （一）教学目标 掌握金属的晶体结构和结晶过程，以及金属的同素异构转变,了解本章的其它内容 （二）教学重点 晶格的类型及结构、纯金属的结晶过程、金属的同素异构转变的理解 （三）教学内容 1．金属的晶体结构 2．纯金属的结晶 3．金属的同素异构转变 第三章金属的塑性变形与再结晶（6学时） （一）教学目标： 掌握单晶体和多晶体塑性变形、回复与再结晶概念的理解 （二）教学重点： 单晶体和多晶体的塑性变形、再结晶的过程分析 （三）教学内容： 1．金属的塑性变形 2．冷塑性变形对金属组织和性能的影响 3．回复与再结晶 4.金属的热塑性变形 第四章合金的晶体结构与结晶（6学时） （一）教学目标 掌握合金组织结构的分类及构成特点，二元合金相图的建立及共晶相图的 分析 （二）教学重点 合金晶体结构的分类、共晶相图的结晶过程分析 （三）教学内容：

高铬铸铁铸造工艺

锤头高铬铸铁铸造工艺 高铬铸铁化学成分设计：（一般采用亚共晶高铬铸铁） 1、工艺上常常通过调整碳含量来达到改变碳化物数量。 2、不含其他合金元素的高铬铸铁，空淬能淬透的最大直径为20mm，要提高淬透性，必须加入合金元素。 3、锰剧烈降低Ms，会使高铬铸铁在淬火后有较多的残留奥氏体，因此，一般控制在1.0%以下。 4、铜降低Ms，会造成许多的残留奥氏体，因此，一般控制在1.5%以下。 5、由于V价格高，通常只适用于不易热处理的铸件。 6、硅提高Ms，会减少残留奥氏体，同时降低淬透性，因此，一般应控制。 7、高铬铸铁感应炉熔炼温度1480℃，已经足够，不必太高。 8、高铬铸铁浇注温度不希望太高，以免收缩过大和粘砂。浇注温度厚大件1350-1400℃，（一般件1380-1420℃）。高的浇注温度加重冒口下的缩孔，而且会造成浓密的显微缩松，同时使晶粒组织粗大。 9、高铬铸铁模型收缩率2%。 10、高铬铸铁冒口尺寸按碳钢设计，浇注系统按灰铸铁设计。采用气割法切割浇冒口，容易产生热裂纹，故设计时采用易割冒口或者侧冒口，采用敲击法去除。 11、高铬铸铁寿命短的原因，不是金相不合格，而是，铸件

内存在缩孔、气孔、夹杂等铸造缺陷，因此必须足够重视铸造工艺。 12、高铬铸铁容易开裂。在铸造工艺设计上注意不让铸件收缩受阻，以免造成开裂。 13、高铬铸铁铸件在铸型中应充分冷却，然后开箱。开箱过早，开箱温度过高，是铸件开裂的主要原因。 14、高铬铸铁采用金属型铸造时，浇注温度应保持在150℃以上，以免铸件冷却太快开裂。 15、高铬铸铁采用高温空淬，中低温回火的热处理，获得高硬度的马氏体基体。 16、高铬铸铁在热处理前的铸态基体组织取决于铸态冷却速度的高低。冷却速度高时通常为奥氏体基体：随冷却速度降低逐渐开始析出部分马氏体、珠光体和奥氏体的混合物。：冷却速度进一步降低，可能获得珠光体基体的组织。 17、高铬铸铁一般根据铬含量和零件壁厚选择最佳淬火温度。淬火温度越高，淬透性越高，但淬火后形成残留奥氏体数量有可能越多。Cr15高铬铸铁的淬火温度940-970℃，Cr20高铬铸铁的淬火温度960-1010℃。保温时间根据壁厚选择。一般2-4h,壁厚零件4-6h。 18空淬后的高铬铸铁存在较大的内应力，应尽快进行回火热处理。 19、对一些形状复杂、壁厚形成悬殊的高铬铸铁铸件应严格

热处理态钢结硬质合金WC相析出微结构分析

收稿日期:2010年5月 热处理态钢结硬质合金WC 相析出微结构分析 赵一生1,3 ,魏世忠2 ,高志国 3 1深圳职业技术学院; 2河南科技大学; 3中南大学 摘要:利用SEM 研究了热处理后钢结硬质合金TLMW50复式碳化物中WC 相的析出及其微结构。结果表明:经过1100 淬火后烧结态钢结硬质合金TLMW50中主要复式碳化物Fe 3W 3C 、Fe 2W 2C 相发生析出分解,三角状、菱形状WC 相颗粒随机分布在Fe 3W 3C 、Fe 2W 2C 相颗粒上。淬火二次析出WC 相颗粒有利于提高烧结态钢结硬质合金TLMW50试样的硬度、耐磨性。XRD 衍射分析结果表明;在回火温度150 -250 范围内,随着回火温度的升高,WC 析出物数量明显减少。 关键词:热处理;钢结硬质合金;WC 相;析出;微结构中图分类号:TG135;TG161 文献标志码:A Microstructure Analysis on Precipitation of WC Phase in Heat Treated S teel bonded Carbide Zhao Yisheng,Wei Shizhong,Ga o Zhiguo Abstract:Precipi tation and microstructure of WC phase from mul tiple carbides in heat treated Steel bonded carbide TLMW50were investigated by SEM.The results showed that the precipitati on of WC phase from Fe 3W 3C 、Fe 2W 2C phase was observed in TLMW50as quenched in 1100 ,the triangular or rhombic WC phase precipitates were randomly distributed in Fe 3W 3C 、Fe 2W 2C phase particles.The precipi tation of WC phase was p ropitious to increase the ri gidity of the Steel bonded carbide TLMW50.The XRD diffracting results showed that T he numbers of WC phase precipi tates decreased wi th the increasing of temper temperature from 150 -250 . Keywords:heat treat;s teel bonded carbide;WC phase;precipitation;microstructure 1 引言 近50年来,钢结硬质合金(简称钢结合金)作为一种新型工模具材料获得迅速发展。通过调整作为粘结相的合金钢的成分,使得在粘结相上均匀分布一定比例的WC 或TiC 硬质颗粒,经过烧结后可获得高硬度、高强度、高耐磨性的钢结硬质合金。作粘结相的合金钢可赋予钢结硬质合金抗氧化、耐高温、耐腐蚀和良好的物理机械性能等优异特性。钢结硬质合金综合了钢与硬质合金各自的特点,构成了自己独特的性能,成为一种介于钢和硬质合金之间的工程材料[1]。 烧结态钢结硬质合金试样的使用性能存在不足,需要进行进一步热处理。不过,正是因钢结硬质合金TLMW50具有可热处理等方面的优势,其应用前景非常广阔。高志国等[2]采用爆炸成形将金属粉末爆炸压实成形并采用低真空液相烧结工艺制得TLMW50钢结硬质合金材料,利用SEM 观察和磨粒磨损实验发现:经1050 淬火、150 回火热处理后可显著提高试样的磨粒磨损耐磨性。文献[3]报道了热处理对钢结硬质合金TLMW50态与分布的影响。TLMW50钢结硬质合金微观组织决定其力学等性能,硬质颗粒或碳化物的结构演变决定了合金材料的性能改变。通常认为钢结硬质合金中由复式碳化物来增强合金的性能,很少有文献报道淬火回火后的二次析出物可再次促进合金性能的提高。本文通过对热处理前后的TLMW50钢结硬质合金的微观组织中二次碳化物从复式碳化物上的析出行为进行研究,从微观分析角度阐述了二次W C 相析出物的形貌和尺寸,揭示了TLMW50钢结硬质合金淬火工艺处理的必要性和可行性。 2 试验 (1)试件的制作 将按照国家牌号TLMW50化学成分设计、配制、球磨、搅拌均匀的金属混合粉末添加1%-2%胶水作为成形剂和润滑剂后,填入模具内压实成形(TLMW50化学成分见表1)。将成形后的钢结合金粉末压坯置于ZGL 型真空烧结炉内进行液相烧结。利用Calphad 技术确定预烧温度为800 ,实际烧结温度为1350 ,保温时间为1h 。 31 2011年第45卷 1

什么是钢结硬质合金

什么是钢结硬质合金 钢结硬质合金是近三十年来才发展起来的一种新型工模具材料，它是在合金钢的基体上均匀分布 30-50％硬质颗粒，经过烧结、锻造而成，因而既具有象硬质合金那样的高硬度、高强度、高耐磨性，又具有合金钢的可冷、热加工性能，如锻、车、铣、刨、磨、热处理等。它作为一种可加工、高耐磨的材料，已经广泛应用于各种拉伸模、冲裁模、挤压模、压型模、整形模、冷热轧辊、耐磨零件，使用寿命均比常用工模具钢提高十倍甚至几十倍以上，取得了非常显著的经济效果。 钢结硬质合金是以钢为粘结相，以碳化物（主要是碳化钛、碳化钨）做硬质相，用粉末冶金方法生产的复合材料。其微观组织是细小的硬质相，弥散均匀分布于钢的基体中（用于模具的钢结硬质合金，基体主要采用含铬、钼、钒的中高碳合金工具钢或高速钢）。 钢结硬质合金是介于钢和硬质合金之间的一种材料，具有以下特点： 工艺性能好具有可加工性和可热处理性，在退火状态下，可以可以采用普通切削加工设备和刀具进行车、铣、刨、磨、钻等机械加工。还可以锻造、焊接。与硬质合金相比，成本低，适用范围更广。良好的物理、力学性能 钢结硬质合金在淬硬状态具有很高的硬度。由于含有大量弥散分布的高硬度硬质相，其耐磨性可以与高钴硬质合金接近。与高合金模具钢相比，具有较高的弹性模量、耐磨性、抗压强度和抗弯强度。与硬质合金相比，具有较好的韧性。 具有良好的自润滑性、较低的摩擦系数、优良的化学稳定性。 钢结硬质合金在拉深模具中的应用 许多钢结硬质合金烧结坯件经退火后可进行普通的切削加工，经淬火、回火后有近似于金属陶瓷硬质合金的硬度和良好的耐磨性，也可以进行焊接和锻造，并具有耐磨、抗氧化等特性。尽管这类材料成本较高，制模难度较大，但使用后可显著提高模具的使用寿命，在大批量生产中具有很好的技术经济效果。因此，在更大范围、更深层次推广它，对模具行业具有非常重要的意义。 1、原生产中存在的问题 矿用自救器下外壳尺寸如图1所示，材料为08A1，料厚0.8mm，生产批量为大批量。成形该制件需两次拉深。原模具中，凹模材料均为Crl2，所用设备为普通双动压力机。生产中，模具使用一段时间后，制件表面就会出现明显的擦伤痕迹，严重影响了外观质量。观察发现:第一道拉深工序结束后，半成品外表面已有少量划痕，二次拉深后擦伤、划痕明显增多，而且凹模工作表面磨损严重，还常常粘附着制件材料。修模后也只能拉深几千个壳体。为解决这一问题，工厂曾尝试提高模具制造精度，降低表面粗糙度值，甚至抛光、镀铬，但仍不能从根本上解决产品表面拉伤、模具寿命短的问题。

钢结硬质合金

钢结硬质合金顾名思义就是以钢为粘结相，以难熔金属碳化物（主要是以碳化钛，碳化钨）作为硬质相，用粉末冶金方法制备的一种组合材料。 钢结硬质合金从硬质相的组成可以分为碳化钨基钢结合金和碳化钛基钢结合金。从粘结相的最终组织结构可以分为马氏体，奥氏体，铁素体基钢结硬质合金。从机械加工性能可分为不可机械加工和可机械加工钢结合。 钢结硬质合金的优异性能与特点如下： a.广泛的工艺特性 钢结硬质合金钢结的主要性能介于钢和硬质合金之间，它兼有两种材料的特点和长处，是填补了它们之间空白的一种新兴工程材料。和钢材相比它具有其无法比拟的高硬度，高耐磨性和淬透性，（钢结合金经淬火后，其材料从中心到表层的硬度相差不超过2°），这是由其材质结构的特殊性和硬质相所独有的特点决定；同时它还具有与刚才相近的可机械加工，可热处理和可焊接的优点，这些性能特点也基本都是一般硬质合金所不具备的。因此，也可以把钢结硬质合金称为可加工，可热处理的硬质合金。 b.产品突出的性能和特点 1）.钢结硬质合金产品具有良好的机械加工性、可热处理性和可焊接性，能用普通的加工设备和工具进行车、铣、刨、钻、磨削等各种加工。 2）.能通过锻造改变其外型和尺寸，改善材料内部的组织结构，从而提高其使用性能。3）.能用焊、镶焊、电焊、真空焊、堆焊等焊接方法与刚才或合金本身进行焊接，以扩大其使用范围。 钢结硬质合金具有良好的物理机械性能。它本身在硬化状态下具有很高的硬度，其耐磨性与高钴硬质合金相当，甚至更高（但材料强度和耐冲击性较一般硬质合金高）。这一是由于它含有较高（35%~50%）的硬质相TiC，同时也由于呈圆形的TiC晶粒在工作时与工件表面形成滚动摩擦系数，从而避免粘附磨损和擦伤磨损，使之具有高耐磨性和较小的破坏性。钢结硬质合金还具有较小的比重（碳化钛系钢结合金一般比钢铁轻。）、较高的比强度、良好的自润滑性、高阻尼特性与固有的频率（具有优异的消震效果）。

铸造作业指导书

中频炉熔炼作业 指导书 1.按规定佩戴劳动保护。 2.开炉前，检查炉体、中频炉电源开关、倾炉机构，必须 正常；冷却系统不得渗漏、堵塞。炉膛烧损、减薄超过规定时，不准开炉。 3.装料应轻放轻敲，不准用锤猛击。 4.开炉准备工作完成后，应与看控人员联系，互相协调配合。 待冷却系统正常后，方可合上电源开关使中频炉投入运行。 5.开炉预热20分钟，热炉可相应缩短或不预热。 6.炼合金钢加入的合金材料，应预热后用钳子夹住缓慢、分批 放入炉内，操作人脸部应避开炉口。 7.加料时，严禁湿料或带冰、雪、霜料加入炉内，严紧密闭空 腔料加入。 8.发生停水、停电、感应线圈绝缘破损或漏水时，要立即切断 变频电源进行处理，并采取措施，及时倒出炉内钢水，特殊情况既停水又停电时，炉工要立即轮班进行手动摇炉将钢水倒出，防治溶液凝结在炉内，待炉膛温度降到规定值时方可

停水。 9.停炉时，应先切断变频电源，然后把金属液缓慢倾入浇包， 但冷却水必须持续一段时间。 10.检查地沟、感应线圈、冷却水管或其它电气装置时，要 有防止触电措施。 11．修炉时，必须切断与炉子有关的所有电源，并有专人看护。

浇注作业指导书 1.作业前，应戴口罩、长皮手套、鞋苫，扎好护腿。鞋苫严禁 扎在裤角外。 2.浇注现场应无易燃易爆物品，无潮湿和积水，通道畅通，场 地平整，照明及通风良好。 3.较高的铸型，应合箱置于干燥的地坑中。浇注时，地坑中不 得有人。金属铸型在浇注前，应先预热到工艺规定的温度。 4.浇注前，盛钢水的浇包必须烤干，决不允许有潮层。 5.准备投放到金属液中的合金以及与金属液接触的挡渣辊、扒 渣板等铁器必须预热烘烤。禁止用空心管状物与金属液相接触。 6.起重机吊运的浇包，在盛装金属液之前，应先扣牢防止浇包 倾斜的保险卡。缺卡子的浇包禁止使用。卡子不牢固可靠的浇包禁止使用。吊运金属液必须有专人（一人）指挥。 7.浇注时，除操作人员外，其他人员不准逗留现场。引气、挡 渣、观察等人员不要正对包咀、浇冒口、出气孔。 8.浇注中，如有金属液从铸型分型面或浇冒口中流出，应及时 用干砂覆盖或预先配好的玻璃砂堵塞。 9.浇注后，剩余的金属液要倒在指定的地点，并覆盖和作出标