粉末冶金压制成形对钼基高温模具性能的研究

摘要

高温挤压铜及铜合金，铝及铝合金时对模具的要求，为了提高模具寿命，故需要开发一种新材料，即钼基粉末冶金材料，它是国外市场新兴的一种具有高强硬度、高温耐磨损性能、高温抗拉强度、耐高温、耐高压和抗强腐蚀等优异工艺性能的新型高温模具材料。文献及研究表明：向该高温合金中添加适量的 Al2O3、La2O3和 C可以改善和提高钼基高温合金的某些关键工艺性能，如硬度、耐磨损性能和抗氧化性能等。本实验研究的是向Mo-W-Co高温合金中分别添加不同质量分数的Al2O3、La2O3和C对合金组织及性能研究，得到一种最优工艺性能材料；之后，用该材料各金属及添加元素的混合粉末经高能行星球磨，按厂家提供的图纸设计出一套合理的钢模具，再进行粉末压制成形，获得所需产品模具原坯；再经真空烧结、表面处理获得产品模具；最后测试该产品模具的工艺性能。实验思想是以实现钼基高温模具产品投入工厂使用为目标，以研究和得到Mo-W-Co-X中最优高温合金为前提。
　　本论文实验研究获得结论如下：
　　（1）研究和挑选高温合金材料Mo-W-Co-X（X代表Al2O3、La2O3、C一种）中工艺性能最优的一种材料，并将该材料作为本实验的产品模具原材料；
　　（2）根据厂家提供的产品模具图纸，自行设计一套合理的钢模，研究和分析粉末压制成形过程，计算本实验条件下理论压制压力的大小和分析压制过程各因素对产品模具成形的影响；
　　（3）运用黄培云双对数粉末挤压成形方程对压制成形过程中压制压力的计算，理论压力与实际压力对比表明：黄培云双对数粉末挤压成形方程计算的压力大小与实际压力吻合。真空烧结能很好地提高压坯的致密度和硬度，当预烧温度为1240℃，4h，终烧温度为1460℃，2h时，提高效果最好。
　　（4）成形后的压坯进行烧结后，对烧结后压坯进行等离子渗碳+溅射镀 Cr膜表面处理，进行模具性能测试，结果表明：该模具表面处理方法改善了产品模具表面光洁度和提高其表面硬度、高温耐磨损性能和高温氧化性能等工艺性能，大大地延长了模具的使用寿命。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 选题背景与意义

1.3 Mo基合金的概述与发展现状

1.4 粉末冶金成形技术

1.5 模具表面处理的一些方法

1.6 研究目标及内容

第二章 实验过程及方法

2.1 实验过程

2.2 实验工艺流程图

2.3 产品模具工艺性能检测

2.4 试验所需材料及设备仪器

第三章 粉末冶金方法制取与选取模具材料

3.1 引言

3.2 研究Al2O3对Mo-W-Co系高温合金性能的影响

3.3 研究La2O3对Mo-W-Co系高温合金性能的影响

3.4 研究C对Mo-W-Co系高温合金性能的影响

3.5 模具材料的选择

第四章 粉末压制成形及烧结工艺对Mo-W-Co-C合金的研究

4.1 引言

4.2 粉末压制过程中各因素对成形的影响及分析

4.3 各因素确定后压制出来的压坯

4.4真空烧结对压坯组织与性能的影响

第五章 表面处理对模具组织及性能的研究

5.1 引言

5.2 实验方法与结果

5.3 实验结果

5.4 模具材料在工厂实际应用

第六章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果