模具材料新突破高温挤压的凹模技术应用研究
此类材料主要应用于航空发动机动力涡轮部分,工作环境恶劣,高温(600℃---1000
℃
)
、大应力、强氧化、长期连续工作(燃气轮机工作时间达5万小时)。而热作模具钢及高速钢等这类普通材料在550℃ 以上发生相变,强度急剧下降。为了能维持生产的正常进行,只好采用频繁冷却的手段使模具温度不超过550℃,但这样做的致命缺点是很快就产生冷热疲劳裂纹,导致模具龟裂报废。而高温合金材料主要是以Ni,Co为基体,添加W、Mo、Cr固溶强化,添加Al、Ti、 Nb进行时效强化,添加V、B、Ce、Zr等进行晶间强化,它的主要强化相 γ`(Ni3AlTi)相析出峰在700℃-900℃,所以在此区间既有高强度又避免冷却带来的裂纹,同时省掉了冷却工序。值得一提的是,由于该模具材料塑韧性好,没有龟裂现象,局部磨损部位可以通过补焊工艺进行修补,模具寿命大大延长。
从表中可以看出,在600℃以上普通模具钢材的寿命非常不理想,正是由于这个原因阻碍了温挤压工艺在国内的推广,而高温合金模具很好的解决了这一问题。每件制成品摊销的高温合金模具成本远远低于普通模具钢的模具成本,特别适合工业化生产。该模具材料特别适合小型加工企业,只需要切断、加热及挤压设备就能生产出优质、低成本产品,具有极强的市场竞争力。
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