分析耐磨性铸造模具钢焊接修复工艺

论文导读：2.1试验用钢的熔炼与铸造23-242.2.2试验用钢的热处理24-252.2.2.1铸造模具钢A的热处理242.2.2.2铸造模具钢B的热处理24-252.3钢板的焊接25-262.3.1焊前处理252.3.2焊条的选择252.3.3焊接办法及工艺参数的选择25-262.3.4焊后热处理262.4分析测试办法26-332.

4.1焊接接头的组织分析262.2焊接接头的硬度分析26

摘要：铸造模具钢A、B是汽车覆盖件模具用材料，成分中含有较多的Cr、Mo、V等合金元素，具有空冷硬化的能力。一方面在模具的加工制作中可能会出现皮下气孔等缺陷，另一方面在生产利用时会出现磨损等失效不足，为了降低成本、提升效率，可从采取焊接修复的办法解决加工缺陷及模具失效不足。本论文采取电弧焊接的办法对铸造模具钢材料A、B进行模拟修复。在实验室条件下，选择不同电流堆焊带有V型坡口的试板，并对焊接接头进行相应的热处理。探讨焊接接头的组织、力学性能、干摩擦磨损特性，并与母材比较，得出最佳的焊接电流从及母材热处理工艺对焊接接头的适用性。经试验发现，70-90A、90-110A、110-140A三种焊接电流中，70-90A焊接电流对铸造模具钢材料A、B的焊缝成形很差，焊缝夹渣严重，另两种电流焊缝成形良好。探讨发现，(1)在铸造模具钢材料A淬火+回火态焊接时：焊后500℃回火2小时的热处理对焊接接头的组织、强度从及焊缝的耐磨性均有改进意义，90-110A电流焊接接头的强度最高，焊缝耐磨性最好。90-110A电流焊接接头经回火处理后，强度高于700MPa，可从达到母材的60%从上，断裂机理与母材一样，为准解理断裂；摩擦距离一定时，焊缝的耐磨性在载荷或转速提升时远高于母材，磨损机理与母材相同主要为磨料磨损，同时伴有少量的粘着磨损。90-110A电流是最佳的。(2)在铸造模具钢材料A退火态焊接时：焊接接头1040℃保温半小时空冷淬火及500℃保温2小时回火后，原热影响区、母材的组织基本一致；焊缝与母材区硬度相当，为HRC60左右；110-140A电流焊接接头强度最高，达到800MPa从上，为母材的70%-80%，断裂机理与母材相同，为准解理断裂。焊接电流对焊缝耐磨性的影响不显著，当滑行距离一定时，热处理后焊缝的耐磨性在摩擦参数F=100N、V=1.0m/s时稍高于母材，当提升载荷或转速时，则远高于母材，磨损机理与母材相同是磨料磨损和粘着磨损。110-140A电流是最佳的。(3)在铸造模具钢材料A铸态焊接时：焊接接头按照母材退火工艺即860℃保温2小时，随后760℃保温4小时，然后炉冷，进行退火后，不论哪种电流焊接均在原淬火区中出现了再热裂纹。再热裂纹的产生一是由于材料中含有较多的Cr、Mo、V等合金元素，二是由于在敏感温度区间退火。母材的退火工艺并不适用于焊接接头。探讨发现，铸造模具钢材料B在淬火+回火态焊接时：在焊态下，焊缝的硬度与母材相当，为HRC58-62，回火区硬度最低；按照母材的回火工艺520℃保温2小时回火后，焊缝的硬度显著降低，只有HRC55，不能满足性能要求。回火处理提升焊接接头的强度，90-110A电流焊接且回火处理的焊接接头强度最高，约600MPa，达到母材的55%，断裂机理与母材一致，为准解理断裂。回火处理及焊接电流对焊缝耐磨性影响不大，当滑行距离一定时，焊缝的耐磨性在载荷或转速提升时远高于母材，焊缝的磨损机理与母材相同，为磨料磨损和粘着磨损。90-110A电流是最佳的，母材的回火工艺不适用于焊接接头。关键词：铸造模具钢论文焊接修复论文组织论文力学性能论文耐磨性论文
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Abstract6-13
第1章 绪论13-23

1.1 模具钢概述13-14

1.2 汽车覆盖件模具进展概况14-15

1.3 汽车覆盖件模具的性能要求15

1.4 汽车覆盖件模具的失效15-18

1.4.1 模具的失效分类15-16

1.4.2 汽车覆盖件模具的失效分析16-18

1.5 汽车覆盖件模具的焊接修复18-19

1.5.1 模具的修复办法概述18-19

1.5.2 堆焊在汽车覆盖件模具修复中的运用19

1.6 选题作用及来源19-20

1.7 本论文的探讨内容20-23

第2章 试验材料与办法23-33

2.1 材料的可焊性分析23

2.2 试验用钢的制备23-25

2.1 试验用钢的熔炼与铸造23-24

2.2 试验用钢的热处理24-25

2.1 铸造模具钢 A 的热处理24

2.2 铸造模具钢 B 的热处理24-25

2.3 钢板的焊接25-26

2.3.1 焊前处理25

2.3.2 焊条的选择25

2.3.3 焊接办法及工艺参数的选择25-26

2.3.4 焊后热处理26

2.4 分析测试办法26-33

2.4.1 焊接接头的组织分析26

2.4.2 焊接接头的硬度分析26-27

2.4.3 母材与焊接接头的强度分析27-28

2.4.4 母材与焊缝的摩擦磨损性能分析28-33

第3章 新型铸造模具钢焊接接头的组织33-65

3.1 引言33-34

3.2论文导读：

铸造模具钢材料 A 的母材与焊接接头组织34-55
3.

2.1 母材的热处理组织34-36

3.

2.2 焊接电流对焊缝成形的影响36-37

3.

2.3 铸造模具钢材料 A 淬火+回火态焊接接头的组织37-45

3.

2.3.1 焊态下焊接电流对焊接接头组织的影响38-41

3.

2.3.2 焊后回火处理对焊接接头组织的影响41-45

3.

2.4 铸造模具钢材料 A 退火态焊接接头的组织45-49

3.

2.4.1 焊态下焊接接头的组织45-47

3.

2.4.2 焊接接头热处理后的组织47-49

3.

2.5 铸造模具钢材料 A 铸态焊接接头的组织49-55

3.

2.5.1 焊态下焊接接头的组织49-51

3.

2.5.2 焊接接头退火后的组织51-52

3.

2.5.3 焊接接头淬火+回火后的组织52-53

3.

2.5.4 焊接接头退火再热裂纹的讨论53-55

3.3 铸造模具钢材料 B 的母材与焊接接头组织55-62

3.1 母材的热处理组织55-57

3.2 焊接电流对焊缝成形的影响57-58

3.3 铸造模具钢材料 B 的焊接接头组织58-62

3.1 焊态下焊接接头的组织58-60

3.2 焊后回火处理对焊接接头组织的影响60-62

3.4 本章小结62-65

第4章 新型铸造模具钢焊接接头的力学性能65-81

4.1 引言65-66

4.2 铸造模具钢材料 A 的母材与焊接接头硬度与强度66-74

4.

2.1 母材的强度66-67

4.

2.2 铸造模具钢材料 A 淬火+回火态焊接接头的硬度与强度67-72

4.

2.1 淬火+回火态焊接接头的硬度67-69

4.

2.2 淬火+回火态焊接接头的强度69-72

4.

2.3 铸造模具钢材料 A 退火态焊接接头的硬度与强度72-74

4.

2.3.1 退火态焊接接头的硬度72-73

4.

2.3.2 退火态焊接接头的强度73-74

4.3 铸造模具钢材料 B 的母材与焊接接头硬度与强度74-79
4.

3.1 母材的强度74-75

4.

3.2 铸造模具钢材料 B 的焊接接头硬度与强度75-79

4.3.

2.1 铸造模具钢材料 B 的焊接接头硬度76-77

4.3.

2.2 铸造模具钢材料 B 的焊接接头强度77-79

4.4 本章小结79-81
第5章 新型铸造模具钢焊缝的摩擦磨损性能81-95

5.1 引言81-82

5.2 铸造模具钢材料 A 的母材与焊缝摩擦磨损探讨82-89

5.

2.1 母材的摩擦磨损特性82-83

5.

2.2 铸造模具钢材料 A 淬火+回火态焊接焊缝的摩擦磨损特性83-86

5.

2.3 铸造模具钢材料 A 退火态焊接焊缝的摩擦磨损特性86-89

5.3 铸造模具钢材料 B 的母材与焊缝摩擦磨损探讨89-93
5.

3.1 母材的摩擦磨损特性89-91

5.

3.2 铸造模具钢材料 B 的焊缝摩擦磨损特性91-93

5.4 本章小结93-95
第6章 结论95-97
参考文献97-103
致谢103