汽車風扇帶盤拉深模具復合強化工藝研究.pdf

1、本文分析了汽車風扇帶盤拉深模具的工作條件，調查表明它的失效形式主要是磨損、疲勞和變形過量失效，分析認為該類模具應具有表面硬度高、耐磨性好、高強度和良好的強韌性。選用GCr15鋼作為實驗材料。分析了強韌化機理和滲硼機理，對比研究了常規(guī)熱處理、循環(huán)熱處理、高溫固溶（不同溫度與不同時間）+高溫回火+常規(guī)淬火低溫回火、高溫固溶高溫回火+等溫淬火低溫回火四種熱處理的碳化物球化效果及其常規(guī)淬火低溫回火的金相組織與性能；研究了滲硼溫度和時間對滲硼層厚

2、度和硬度的影響；提出了拉深模具的復合強化工藝。綜合上述實驗結果及討論分析，得出以下結論： （1）GCr15鋼試樣的滲硼時間為5h時，滲硼溫度由750℃逐步增加到950℃時，滲硼層的厚度由34μm增加到82μm，而且滲層的增長速度呈現先慢后快的趨勢，尤其當溫度增加至900℃時，滲硼層厚度加速增加；同時，隨滲硼溫度由750℃逐步增加到900℃，滲硼層的硬度由1143HV0．1上升到硬度峰值1223 HV0．1，到950℃時，又下降到

3、1165HV0．1。 （2）滲硼溫度為900℃時，時間由1h逐步增加至5h，滲層厚度由22/μm增加到65μm，與此相對應的滲層硬度從1151HV0．1逐漸上升到1223HV0．1；滲硼層的厚度隨著滲硼時間的增加而增加，滲層厚度增加的速率呈現先快后慢的趨勢；滲硼時間延長對于滲層的表層硬度值影響不大。較好的滲硼工藝為900℃滲硼5h。 （3）900℃滲硼5h，在距表面20μm處的硬度為841HV0．1，在距表面40μm處的

4、峰值硬度為1221HV0．1，在距表面80μm處的硬度下降速率比較大，僅為456HV0．1，隨著滲層深度的增加，硬度值逐漸下降至基體硬度。 （4）常規(guī)球化退火與循環(huán)球化退火的組織均為球狀珠光體，其中基體存在部分大塊的、尖角狀的碳化物組織，并且還有少量網狀痕跡。840℃油淬+160℃回火的金相組織是回火馬氏體+碳化物（保留了球化退火的組織特征）+少量殘余奧氏體。 （5）950℃固溶1．5h+700℃回火2h，碳化物球化效果

5、良好。840℃油淬+160℃回火的金相組織是回火隱針狀馬氏體+細小、圓整、均勻彌散分布的碳化物+少量殘余奧氏體，淬火硬度為65HRC，160℃回火的硬度為63HRC，該工藝用于GCr15鋼制的拉深模具是可行的。 （6）950℃固溶1．5h+700℃回火+840℃加熱280℃等溫淬火+160℃回火處理，得到隱晶回火馬氏體和貝氏體復相組織，還有少量彌散均勻分布的細小碳化物。等溫淬火硬度為63HRC，回火硬度為61 HRC，貝氏體為韌

6、性相，馬氏體和貝氏體復合組織能夠保證高硬度的同時又有一定的韌性，對于工作時受到較大沖擊的拉深模具，需要稍大一點的韌性配合時，可用于模具的熱處理。 （7）900℃滲硼5h+950℃固溶0．5h+700℃回火2h+80～℃油淬+160℃回火1h的復合強化熱處理，GCr15鋼具有以下特點：滲硼層厚度69μm，硬度值為1225HV0．1，心部硬度63HRC，組織為回火隱晶馬氏體+呈細小、圓整、均勻彌散分布的碳化物。建議將該復合強化工藝是