Effect van boor en nikkel op de weerstand tegen thermische schade van 4Cr5Mo2V spuitgietstaal

4Cr5 Mo2V is een veelgebruikt spuitgietstaal. Tijdens het spuitgieten van aluminiumlegeringen, zal de mal vanwege de erosie en hechting van gesmolten aluminium thermische schade oplopen, zoals thermische vermoeidheid en thermisch smeltverlies, wat resulteert in een afname van de hardheid en zelfs voortijdig falen.

Om te onderzoeken of nikkel of droogte de thermische beschadigingsweerstand van spuitgietmatrijzen van aluminiumlegeringen kan verbeteren, werden 4Cr5 Mo2V-staal en 4Cr5Mo2V-stalen testblokken gemaakt die 1% Ni en 1% Co (massafractie) bevatten, en ze werden ingelegd na blussen en temperen. In de vaste matrijs van de spuitgietmatrijs werd vervolgens de ADC12-aluminiumlegering met een temperatuur van 800℃ 200 tot 1,000 keer gegoten en werd de macromorfologie en oppervlaktehardheid van het testblok onderzocht.

De resultaten laten zien dat het 1,000Cr4Mo5V-stalen testblok na 2 keer spuitgieten van aluminiumlegering het meest hecht aan aluminium en zeer weinig netachtige scheuren produceerde; het Ni-bevattende stalen testblok hechtte enigszins aan aluminium, en het Co-bevattende stalen testblok hechtte het minst aan aluminium, wat aangeeft dat het gehalte aan 1% Co 4Cr5Mo2V-staal de beste thermische beschadigingsweerstand heeft tegen gegoten aluminiumlegeringen. Bovendien, vergeleken met de hardheid vóór het spuitgieten van aluminiumlegering, na 1,000 keer spuitgieten, nam de oppervlaktehardheid van 4Cr5Mo2V-staal, nikkelbevattend en droogbevattend 4Cr5Mo2V-staalmonsters af met 2.8, 1.8 en 1.4 HRC, dat wil zeggen, meerdere spuitgiet aluminium legeringen. Het nadelige effect op de oppervlaktehardheid van het nikkelhoudende en droge 4Cr5Mo2V-staal is minder dan dat van het 4Cr5Mo2V-staal, wat verband houdt met het versterkende effect van de vaste oplossing van Co en Ni, wat gunstig is voor het verbeteren van de aluminium vloeistoferosieweerstand van de mal en maakt de mal minder vatbaar voor thermische schade.

Het gieten van aluminiumlegeringen is een complex proces bij hoge temperatuur en hoge druk. Er zijn veel factoren die van invloed zijn op de thermische schade (inclusief thermische vermoeidheid en thermisch verlies) van spuitgietmatrijzen van aluminiumlegeringen. Onder hen is de samenstelling van warmwerkmatrijsstaal bijzonder belangrijk.

Onder normale omstandigheden kan het falen van de spuitgietmatrijs als gevolg van scheuren en plastische vervorming worden vermeden. Schimmelscheuren worden meestal veroorzaakt door onopzettelijke mechanische overbelasting of thermische overbelasting, wat resulteert in een ernstige spanningsconcentratie. Vroege thermische vermoeiingsscheuren en lasverlies (oppervlakte thermische schade) van spuitgietmatrijzen zijn de belangrijkste faalwijzen en beide beïnvloeden elkaar vaak. 4Cr5Mo2V-staal is een veelgebruikt heetwerkmatrijsstaal, met een goede slijtvastheid en weerstand tegen plastische vervorming. Boor en nikkel zijn veelgebruikte legeringselementen, die de sterkte en hardheid van staal effectief kunnen verhogen en een zeker effect hebben op het weerstaan ​​van thermische schade. Daarom worden 4Cr5Mo2V-staal, 4Cr5Mo2V met 1% Ni en 1% Co (massafractie, hetzelfde hieronder) bestudeerd. De weerstand van het staal tegen beschadiging door gesmolten aluminium is van groot belang om de daadwerkelijke productie te sturen.

De meeste methoden om de thermische schade van spuitgietstaal voor de mond te bestuderen, zijn echter om verwarming en koeling te simuleren. Het matrijsstaalmonster komt niet rechtstreeks in contact met het gesmolten aluminium en heeft geen betrekking op het schurende effect van het gesmolten aluminium, zoals directe inductieverhitting van het matrijsstaalmonster. -EEN. In dit artikel werden driecomponenten-vormstalen testblokken voorbereid en ingebed in de spuitgietmatrijs om de spuitgiettest van ADC12-aluminiumlegering uit te voeren. Schadeprestaties van gesmolten aluminium.

1.Testmaterialen en -methoden

1.1 Testmaterialen

De chemische samenstelling van 4Cr5Mo2V-staal, 4Cr5Mo2V-staal met 1% Ni (hierna 4Cr5Mo2V + Ni-staal genoemd) en 4Cr5 Mo2V-staal met 1% Co (hierna 4Cr5Mo2V + Co-staal genoemd) wordt weergegeven in Tabel 1. De test werd gegoten met ADC12 De chemische samenstelling van aluminiumlegering wordt getoond in Tabel 2.

1.2 Testmethode:

Het gegloeide 4Cr5Mo2V-staal, 4Cr5Mo2V + Ni-staal en 4Cr5Mo2V + Co-staal werden verwerkt tot testblokken zoals weergegeven in figuur 1. Na vacuümquenching werden ze tweemaal getemperd, met een hardheid van ongeveer 47 HRC, en fijngemalen om oxideaanslag te verwijderen.

Het groepsnummer van het testblok is ingebed in de groef van de vaste mal, en de holte van de gegoten aluminiumlegering is geplaatst in de beweegbare mal, zoals weergegeven in figuur 2. Een 500 t horizontale koude kamer spuitgietmachine en een zelf ontworpen mal werden gebruikt voor de spuitgiettest van ADC12-aluminiumlegeringsplaat en de aluminiumlegering werd hergebruikt. De temperatuur van gesmolten aluminium is hoger, 800°C, om de test te versnellen (in het algemeen is de spuitgiettemperatuur van ADC12 aluminiumlegering (650 120)°C). Aangezien de temperatuur van het gesmolten aluminium 800 is, wat niet het smeltpunt van de Fe-A1-intermetallische verbinding bereikt, zal de resulterende verbinding in het gesmolten aluminium voorkomen als onzuiverheden na het vallen. Het herhaalde gebruik van het gesmolten aluminium zal ook de toename van onzuiverheden veroorzaken en het aluminium versterken. Het schurende effect van de vloeistof, waardoor de test wordt versneld.

Na de spuitgiettest werd een stereomicroscoop gebruikt om het aluminiumadhesieverschijnsel op het oppervlak van het testblok waar te nemen; een ultra-scherptedieptemicroscoop werd gebruikt om de mate van aluminiumadhesie verder te observeren en of er scheuren op het oppervlak van het testblok waren.

2.Testresultaten en analyse

2. 1 Oppervlaktemorfologie van het testblok

2.1.1 Oppervlakklevend aluminium

Figuur 3 toont de oppervlaktemorfologie van de drie stalen testblokken zonder spuitgieten en na 600,1000 keer spuitgieten. Uit figuur 3 (b, e, h) blijkt dat het 600Cr4Mo5V-stalen testblok na 2 keer spuitgieten de meest ernstige aluminiumkleefkracht heeft.

Het 4Cr5Mo2V + Co stalen testblok plakt op het minste aluminium. Figuur 3 (c, f, i) laat zien dat de aluminiumadhesie op het oppervlak van de drie testblokken na 1,000 keer spuitgieten toenam. Het oppervlak van het 4Cr5Mo2V stalen testblok heeft een duidelijke aluminiumadhesie, terwijl de andere twee testblokken een lichte aluminiumadhesie hebben. De 4Cr5Mo2V + Co-staaltest De klomp aluminium is het minst en uniform, wat aangeeft dat het diamantbevattende 4Cr5Mo2V-staal de beste weerstand heeft tegen vloeibare aluminiumschade, terwijl het 4Cr5Mo2V-staal het slechtst is. De toevoeging van boor- en nikkelelementen is gunstig om de hoge temperatuurhardheid van matrijsstaal 9-10 te stabiliseren, en het oppervlak is niet gemakkelijk te "verzachten" tijdens herhaald contact met gesmolten aluminium, dus de erosieweerstand van vloeibaar aluminium is beter en de aluminiumhechting is gering. Tijdens de spuitgiettest komt het gesmolten aluminium de holte binnen om contact te maken met het testblok, en de ongelijke structuur van het testblok, het bewerkingsdefectgebied en andere lokale gebieden zullen enigszins aan het aluminium blijven kleven. Het aluminium in het aan aluminium gebonden gebied zal reageren met het staal om Fe te vormen.} Al brosse tussenverbinding, die zal worden gebroken en afgepeld onder het schuren van de aluminium vloeistof onder hoge druk, wat resulteert in putjes op het matrijsoppervlak, en meer ernstige aluminiumbinding onder het schuren van de aluminiumvloeistof.

2.1.2 Oppervlaktescheuren

Figuur 4 toont de superscherpe morfologie van 4Cr5Mo2V-staal, 4Cr5Mo2V + Ni-staal en 4Cr5Mo2V + Co-staalmonsters na 1,000 keer spuitgieten. Uit figuur 4(a) blijkt dat er een klein aantal microscheurtjes is die in een bijna netvorm op het oppervlak van het 4 Cry Mot V stalen testblok zijn verdeeld. Het gehechte aluminium en het gesmolten aluminium reageren met staal om Fe.}Al-verbindingen te vormen. De thermische uitzettingscoëfficiënt van Fe.} Al is anders dan die van de matrix, wat resulteert in een zeer kleine hoeveelheid microscheuren in het gehechte aluminium en Fe.} Al en de verbindingen. Het schurende effect van het gesmolten aluminium zorgt ervoor dat de microscheuren zich voortplanten en het gesmolten aluminium dringt in de scheur en reageert verder met de matrix om Fe2Al-verbindingen te vormen. In het daaropvolgende herhaalde spuitgietproces schilferen de Fe.}Al-verbindingen op het oppervlak van het testblok af om putjes te vormen. Na beitsen en ultrasoon reinigen leek het oppervlak van het testblok op de netachtige schuureigenschappen van aluminiumvloeistof. Figuur 4 (b, c) laat zien dat er geen scheuren zijn in de 4Cr5Mo2V + Co staal en 4Cr5Mo2V + Ni stalen testblokken, wat aangeeft dat de toevoeging van 1% boor of molybdeen niet alleen de oppervlakteadhesie van aluminium kan verminderen, maar ook de neiging tot barsten van de mal en het verbeteren van de aluminiumweerstand Vloeistofschadeprestaties. De toevoeging van niet-carbidevormende elementen van nikkel en diamant kan de hardheid van de mal bij hoge temperatuur verbeteren, en de diamant kan ook de dispersie en precipitatie van molybdeencarbide tijdens het ontlaatproces bevorderen en het precipitatiehardende effect 'z-} verbeteren 3. Het onderzoek van Ling Qian et al. heeft aangetoond dat de toevoeging van austeniet-stabiliserende elementen aan spuitgegoten matrijsstaal de spanningsconcentratie kan verminderen. Zowel boor als nikkel zijn elementen die de austenietzone uitbreiden, dus 4Cr5Mo2V + Ni-staal en 4Cr5Mo2V + Co-stalen spuitgietmatrijzen zijn niet vatbaar voor scheuren.

Het gesmolten aluminium in het eigenlijke spuitgietproces is erg sterk tegen de mal. Volgens het Fe-A1-fasediagram zijn de Fe-Al-intermetallische verbindingen gevormd door de reactie van staal en gesmolten aluminium voornamelijk FeAlz, Fez A15, FeA13, enz., Die bros zijn. De Al-rijke fase van de aluminiumlegering zal breek los van de matrix en ga het gesmolten aluminium binnen onder het schuren van het gesmolten aluminium, waardoor kuilen op het oppervlak van de mal achterblijven. De combinatie van een deel van de aluminiumlegering en de vormkuilen is relatief sterk en valt niet af en vormt verder Fe Al-verbindingen. Het aluminium, Fe.}Al en verbindingen die daaraan hechten, zijn gevoelig voor microscheurtjes tijdens het afkoelen. Spuitgietplaat heeft minder vloeibaar aluminium, dus het stolt sneller en de reactie tussen de mal en het vloeibare aluminium is langzamer. Daarom heeft het oppervlak van het testblok minder putjes als gevolg van de reactie van Fe en Al, en wordt meer plakkerig aluminium geproduceerd door de erosie van de aluminiumvloeistof.

2. 2 Oppervlaktehardheid

Tabel 3 is de gemiddelde waarde van de oppervlaktehardheid van de drie matrijsstalen testblokken na verschillende tijden van spuitgieten. De gegevens in Tabel 3 laten zien dat de oppervlaktehardheid van de drie soorten testblokken allemaal iets afneemt. Naarmate het aantal spuitgietmatrijzen toeneemt, komt dit overeen met het herhaaldelijk temperen van het testblok, waardoor de hardheid afneemt. Na 1,000 keer spuitgieten heeft de hardheid van het 4Cr5Mo2V + Co stalen testblok de kleinste afname, namelijk 1.4 HRC; het 4Cr5Mo2V stalen testblok heeft de meest voor de hand liggende afname.

Uiteraard is het gedaald met 2. 8 HRC; de oppervlaktehardheid van het 4Cr5Mo2V + Ni stalen testblok is gedaald met 1, 8 HRC. Stabiele vormhardheid is gunstig om het plakken van aluminium te verminderen, dat wil zeggen, het is gunstig om thermische schade door spuitgieten te weerstaan.

Na een lange tijd ontlaten van het matrijsstaal, ontleedt het martensiet en worden de secundaire carbiden grover, wat resulteert in een afname van de oppervlaktehardheid. Zowel boor als nikkel zijn niet-carbidevormende elementen, die Fe-atomen kunnen vervangen om de stalen vaste oplossing '5 tot' 8 te versterken, zodat de mal een hogere sterkte bij hoge temperatuur heeft en een hogere hardheid behoudt na herhaalde snelle verwarming en afkoeling. De China Die Casting Association heeft de elementverdeling in het gedoofde en getemperde Cr-Mo-V-Ni-staal bestudeerd en ontdekte dat tijdens het temperproces Ni-elementen rond de carbiden worden verrijkt, waardoor de koolstofatomen in het ferriet rond de de carbiden De continue diffusie van de carbiden verhoogt de activeringsenergie van de verruwing van carbide, belemmert de groei van carbiden, waardoor de hardheidsdaling van nikkelhoudend 4Cr5Mo2V-staal wordt verminderd en de weerstand tegen schade door gesmolten aluminium wordt verbeterd.

De China Die Casting Association heeft de thermische stabiliteit en microstructuurveranderingen van matrijsstaal met 1% Ni en zonder Ni bestudeerd en ontdekte dat in de latere fase van de thermische stabiliteitstest, nikkel de hardheid van het matrijsstaal zal vertragen, waardoor het staal beter thermisch stabiel Geslacht. Boren is een element dat de austenietfasezone uitbreidt. Het toevoegen van boor aan 4Cr5Mo2V-staal kan het oplossen van carbiden tijdens het austenitisatieproces bevorderen, het koolstofgehalte van austeniet verhogen en de stabiliteit van austeniet verhogen, waardoor het vastgehouden austeniet toeneemt. De hoeveelheid tensiet en de hardheid van martensiet, en de boor kan ook de dispersie en precipitatie van molybdeencarbide tijdens het temperproces bevorderen en het precipitatieverhardingseffect z'-1 verbeteren.

Het versterkende effect van nikkel en boor op de matrix zorgt ervoor dat het testblok van matrijsstaal nog steeds een hogere oppervlaktehardheid heeft na herhaald schuren van het gesmolten aluminium, zodat het beter bestand is tegen erosie, wat gunstig is om de weerstand van het testblok te verbeteren tot de schade van het gesmolten aluminium. De oppervlaktehardheid van het testblok en de mate van aluminiumadhesie laten ook zien (zie figuur 3, tabel 3): Het geboorde 4Cr5 Mo2V stalen testblok heeft de minste oppervlakkige putjes en aluminiumadhesie na 1,000 keer spuitgieten, dat wil zeggen, de weerstand tegen aluminium vloeistofschade is de beste. Daarom is het versterkende effect van het toevoegen van 1% Co aan staal groter dan het toevoegen van 1% Ni, die beide bevorderlijk zijn voor het verbeteren van de anti-aluminiumschadeprestaties van matrijsstaal.

3.Conclusion

• Na 1 keer spuitgieten van aluminiumlegering, plakt het 000Cr4 Mo5V-staalmonster met boor het minste aluminium en het 2Cr4Mo5V-staalmonster plakt het meeste aluminium, dat wil zeggen, het 2Cr4 Mo5V-staal met boor heeft de beste weerstand tegen thermische schade.
• Na 1,000 keer spuitgieten van aluminiumlegering, nam de oppervlaktehardheid van 4Cr5Mo2V-staal, 4Cr5Mo2V +Ni-staal en 4Cr5Mo2V + Co-staalmonsters af met 2.8, 1.8 en 1.4 HRC, dat wil zeggen, de toevoeging van nikkel of boor kan de weerstand tegen thermische schade aanzienlijk verbeteren van 4Cr5Mo2V spuitgietstaal.

Bewaar de bron en het adres van dit artikel voor herdruk:  Effect van boor en nikkel op de weerstand tegen thermische schade van 4Cr5Mo2V spuitgietstaal

Minge Spuitgietbedrijf zijn toegewijd aan het vervaardigen en leveren van hoogwaardige en hoogwaardige gietstukken (het assortiment metalen spuitgietonderdelen omvat voornamelijk: Dunwandig spuitgieten,Hot Chamber Spuitgieten,Koude kamer spuitgieten),Ronde Service (Die Casting Service,CNC-bewerking,Matrijzen maken, Oppervlaktebehandeling). Elk aangepast aluminium spuitgieten, magnesium of Zamak / zink spuitgieten en andere gietstukken zijn welkom om contact met ons op te nemen.

Onder controle van ISO9001 en TS 16949 worden alle processen uitgevoerd door honderden geavanceerde spuitgietmachines, 5-assige machines en andere faciliteiten, variërend van blasters tot Ultra Sonic-wasmachines. Minghe heeft niet alleen geavanceerde apparatuur, maar heeft ook professionele team van ervaren ingenieurs, operators en inspecteurs om het ontwerp van de klant waar te maken.

Contractfabrikant van spuitgietwerk. Mogelijkheden zijn onder meer koude kamer aluminium spuitgietonderdelen vanaf 0.15 lbs. tot 6 lbs., snelwissel instellen en machinaal bewerken. Diensten met toegevoegde waarde omvatten polijsten, trillen, ontbramen, stralen, schilderen, plateren, coaten, assembleren en bewerken. Materialen waarmee gewerkt is, zijn legeringen zoals 360, 380, 383 en 413.

Hulp bij ontwerp van spuitgieten van zink/concurrent engineering. Custom fabrikant van precisie gegoten zink. Miniatuurgietstukken, hogedrukgietstukken, multi-slide gietstukken, conventionele gietstukken, eenheidsmatrijs en onafhankelijke spuitgietstukken en holteverzegelde gietstukken kunnen worden vervaardigd. Gietstukken kunnen worden vervaardigd in lengtes en breedtes tot 24 inch met een tolerantie van +/- 0.0005 inch.  

ISO 9001: 2015 gecertificeerde fabrikant van gegoten magnesium. Mogelijkheden zijn onder hoge druk spuitgieten van magnesium tot 200 ton hete kamer en 3000 ton koude kamer, gereedschapsontwerp, polijsten, gieten, machinale bewerking, poeder- en vloeistofverven, volledige QA met CMM-mogelijkheden , montage, verpakking & levering.

ITAF16949 gecertificeerd. Extra castingservice omvat: investering gieten,zandgieten,Zwaartekracht gieten, Verloren schuimafgietsel,Centrifugaal gieten,Vacuümgieten,Permanent vormgieten,. Mogelijkheden zijn onder meer EDI, technische assistentie, solide modellering en secundaire verwerking.

Gietindustrieën Casestudy's over onderdelen voor: auto's, fietsen, vliegtuigen, muziekinstrumenten, waterscooters, optische apparaten, sensoren, modellen, elektronische apparaten, behuizingen, klokken, machines, motoren, meubels, sieraden, mallen, telecom, verlichting, medische apparaten, fotografische apparaten, Robots, sculpturen, geluidsapparatuur, sportuitrusting, gereedschap, speelgoed en meer. 

Wat kunnen we u hierna helpen doen?

∇ Ga naar de startpagina voor Spuitgieten China

By Minghe Die Casting Fabrikant: |Categorieën: Handige artikelen |Materiaal Tags: Aluminium gieten, Zink gieten, Magnesium gieten, Titanium gieten, Gieten van roestvrij staal, Messing gieten,Brons gieten,Video casten,Geschiedenis van ons bedrijf,Aluminium spuitgieten |Reacties uitgeschakeld