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高合金工具鋼獲得超塑性的新方法

高性能的工具鋼往往含有大量貴重合金元素,因此減少加工中的材料損耗,具有重要的經(jīng)濟(jì)價值。對于形狀復(fù)雜的工模具,用常規(guī)切削加工會造成材料和工時的浪費,若能采用超塑性成形技術(shù),不但可以對形狀復(fù)雜的刀模具一次成形,大大減少材料損耗,而且可以獲得較高的精度和較低的表面粗糙度。最近,國內(nèi)有專利(申請?zhí)枺?00410024855.4;公開號:CN1704495)發(fā)明了一種使高合金工具鋼獲得超塑性的新辦法,可以使高釩高鈷高速鋼1.35C-6W-4.5Mo-4.2Cr-3.3V-8.3Co余Fe(wt%),達(dá)到327%伸長率,超過了迄今文獻(xiàn)報道過的高速鋼(包括粉末高速鋼)超塑性的最好水平。

這種方法的基本特點是:采用噴射成形工藝制備坯料然后經(jīng)高溫大壓下量軋制。噴射成形工藝的快速凝固效果使得坯料避免了合金元素的宏觀偏析,也避免了粗大碳化物顆粒和碳化物晶界網(wǎng)絡(luò)的生成,實現(xiàn)組織的均勻細(xì)化。試驗表明,噴射成形所得到的坯料具有很好的熱加工性能,可以實現(xiàn)一次變形量高達(dá)5080%而無開裂的熱加工。由此,可以對此坯料實行大壓下量熱軋。經(jīng)過大壓下量熱軋,可以使噴射成形坯料充分致密化,使噴射成形過程中可能生成的微小缺陷或孔洞得到彌合,同時也使組織及各類合金碳化物顆粒進(jìn)一步細(xì)小,分布更加均勻。由此獲得了超塑性。試驗表明,所獲材料在7801000℃及1.0×10-21.0×10-4s-1應(yīng)變速率下最高可達(dá)327%伸長率,而且在1.0×10-1這樣的高應(yīng)變速率下仍有100%以上的拉伸伸長率。在此之前,曾有報道,用循環(huán)淬火的方法可以使高速鋼獲得超塑性,但其最高拉伸伸長率僅為192%。

從已發(fā)表的其它文獻(xiàn)看,用噴射成形與大加工量熱變形(包括熱軋和等溫鍛造)相結(jié)合,可以使高合金高碳鋼鐵材料獲得超塑性,具有一定的普遍性。比如:GCr15軸承鋼,M2高速鋼以及各種超高碳鋼。因此,這種相對簡單,具有創(chuàng)新特點而具有很大應(yīng)用前景的超塑化方法值得注意。


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