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Cr8 型模具钢耐磨性能研究

原文作者:
  李晨辉,吴晓春,谢尘,汪宏斌
发布时间:
  2014-08-19
来    源:
  上海大学材料科学与工程学院
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摘要: 在环/块对摩型磨损试验机上对比测试了不同载荷下4 种Cr8 型模具钢的干滑动磨损性能,测量磨痕宽度,观察磨损形貌,分析磨损机制. 结果表明: 不同载荷下均有磨粒磨损,随载荷增大氧化加剧并伴有粘附磨损,高载荷下氧化磨损的作用变大; 磨损损失体积随载荷增加而增大,磨损损失体积总量与M7C3共晶碳化物量呈正线性关系; 摩擦系数随载荷增加先升高后下降.
    冷作模具钢主要用于制造在冷状态( 室温) 条件下进行压制成形的模具,如冷冲压模具、冷拉伸模具、冷镦模具、冷挤压模具等,多采用高碳过共析钢和莱氏体钢. 冷作模具钢服役过程中,承受着冲击载荷,为了减少折断、崩刃等形式的失效,要有一定的韧性; 在强烈摩擦下仍保持其尺寸精度,必须具有高的硬度与耐磨性; 但韧性与硬度往往是相互矛盾的.传统的Cr12 型模具钢如Cr12MoV 等,虽具有较高的硬度,但在使用过程中常因韧性不足而失效. 为此,美国、日本等在20 世纪70 ~ 80 年代开发出一批高韧性高耐磨性Cr8 型冷作模具钢,如Vasco Die,DC53等[1 - 3]. 上海大学与宝钢特钢合作开发的新型高强韧冷作模具钢SDC99,投入市场使用后,相同的工况下与Cr12MoV 相比,模具寿命提高了8 倍以上.冷作模具钢实际工作过程中产生的摩擦磨损比较复杂[4 - 5],如因承受周期性冲击载荷而产生的表面疲劳,表面疲劳一定程度后碳化物剥落造成的磨粒磨损; 因压应力过大产生焊合引起的粘附磨损及局部高温产生的氧化,表面产生氧化后形成的氧化膜又会对磨损过程产生重要影响. 本文选取4 种Cr8 型模具钢Hitachi Metal SLD - Magic、DAIDO
DC53、ASSAB 88 和SDC99,对比了冲击韧性、抗弯强度、磨损性能,重点分析磨损性能,指出存在的磨损机制及导致不同磨损体积的主要原因.
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