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通過電弧噴涂工藝在8Cr3模具鋼表面制備了FeCrAl 涂層。利用掃描電鏡、能譜分析儀對涂層表面、截面形貌、元素進行分析,利用MH-3 型顯微硬度計對FeCrAl 涂層的平均硬度進行測定;將試樣靜置于720 ℃的熔融ZL101A 鋁液30 min、1 h 和2 h,比較各試樣的熔損情況。結果表明:涂層與模具鋼基體結合部位沒有十分明顯的界線,部分區域相互機械咬合,FeCrAl 涂層內部粒子相互交錯成波浪狀堆疊,涂層整體組織致密;模具表面噴涂的FeCrAl 涂層,其平均維氏硬度可達282.6 HV0.5;試樣經電弧噴涂FeCrAl 涂層處理后,隨鋁熔蝕時間的延長,熔蝕速率明顯偏低。未噴涂處理的模具鋼熔蝕后在界面附近形成了新相Fe2A15。
模具是工業生產的基礎工藝設備,無論是電子、汽車、儀器,還是電器、通訊等產品,其中相當部分的零部件都依靠模具成形。目前,模具技術已成為衡量一個國家產品制造水平的重要標志,模具應用領域的不斷擴展對模具提出更多和更高的要求。模具壽命是直接影響加工效率、產品質量和成本的重要因素之一。因此,延長模具的使用壽命具有很大的潛力和巨大的經濟價值。
熱作模具鋼是模具工業中一種非常重要的鋼種。熱作模具鋼主要用在熱鍛模、熱擠壓模、壓鑄模、以及等溫鍛造模具等。熱作模具的工作條件相當惡劣,在服役過程中不僅要反復經受熱金屬的加熱和冷卻介質(水、油、空氣)冷卻的冷熱交替作用,而且還要承受沖擊載荷作用,因而對模具鋼的性能提出了更高的要求。這就需要根據模具的實際工作條件,選用不同特性的模具鋼。對熱作模具鋼應主要考慮以下特性:在使用溫度下的硬度和強度;較高的韌性;耐急冷急熱性(抗熱疲勞性、抗熱裂性);化學穩定性;較好的工藝性。在模具行業中,因選材和用材不當而使模具過早失效,占失效模具的40%以上,因此選用優質鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命顯得十分重要。
電弧噴涂作為熱噴涂方法的一種,目前在國內外已得到應用。相比其他噴涂方法,其熱效率高達60%~70%;對工件的熱影響小,可避免工件的變形;涂層結合強度較高,噴涂層與基體結合強度可以達到25.6MPa,是火焰噴涂的2.5 倍。
目前,工業鍛模很多采用8Cr3鋼制造。解決8Cr3鋼表面強化問題的最好方式是在模具表面涂上一層硬膜,特別是在熱鍛有色金屬時,模具表面容易受到鋁等有色合金的熔蝕。將電弧噴涂防護涂層技術引入到模具表面的強化應用,采用電弧噴涂方法在8Cr3鋼表面噴涂FeCrAl 合金涂層,通過研究涂層的組織性能,分析熱處理對其影響,最終在模具鋼表面制得一種耐氧化、耐熱震、抗熔蝕的涂層,以期延長熱作模具的使用壽命。
熱處理展-工業爐展-2015第十六屆廣州國際熱處理、工業爐展覽會-中國效果最好的熱處理工業爐展--巨浪展覽—The 16th
China(Guangzhou)Int’l Heat Treatment, Industrial Furnace Exhibition
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