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冷拔模具用硬质合金材料的摩擦磨损性能

2021-05-10曾阳根王振生张大功

钢管 2021年6期

曾阳根,王振生,刘 军,张大功

(1.国网湖南省电力有限公司娄底供电分公司,湖南 娄底 417000;2.湖南国生新材料科技有限公司,湖南 湘潭 411201;3.国网湖南省电力有限公司岳阳供电分公司,湖南 岳阳 414000;4.湘潭电机股份有限公司,湖南 湘潭 411101)

随着钢管工业的飞速发展,我国在产量、品种、质量、生产技术及设备制造等方面都已达到了世界先进水平[1]。其中,冷拔工艺制备的精密无缝钢管的品种、规格和数量不断增多[2]。冷拔模具主要用于无缝钢管的管壁减薄和定径,是拉拔加工工艺中常用的易耗性模具。在冷拔加工工艺中,模具费用约占加工费用的1/2,又由于模具的使用性能直接影响着无缝钢管的质量。因此,模具对于提高无缝钢管的产品质量以及降低生产成本具有重要作用[3-10]。

鉴于大直径无缝钢管冷拔模具的主要失效形式是磨损,目前模具材料主要有镀铬Cr12MoV 合金、渗氮Cr12MoV 合金与硬质合金。本文对比YG20CG11008 硬质合金和镀铬Cr12MoV 合金以及渗氮Cr12MoV 合金,研究硬质合金的摩擦磨损性能,以及作为冷拔模具材料的可适性。

1 试验材料与试验方法

1.1 试验材料

选用的Cr12MoV 合金热处理工艺为1 020 ℃淬火+550 ℃三次回火,线切割切取20 mm×20 mm×10 mm 的磨损样品,表面精磨至粗糙度(Ra)0.6μm,分别采用电镀工艺镀铬以及等离子渗氮炉420 ℃等离子渗氮表面改性。镀铬工艺为:除油溶液 组 成NaOH 60 ~80 g/L,Na2CO335 ~40 g/L,Na3PO440~60 g/L;电流密度3~8 A/dm2,槽温50~70 ℃,阴极出油3 min,阳极去油0.5 min,纯水清洗;体积百分数为20%的H2SO4室温酸洗3 min,纯水清洗;CrO3250 g/L,H2SO42.5 g/L,电流密度7.5~46 A/dm2,40~60 ℃,电镀10 h。等离子渗氮工艺为:丙酮清洗后放置于LDM2-25 型脉冲直流等离子渗氮炉中,通过NH3进行渗氮处理,渗氮温度为420 ℃,渗氮时间为32 h,气压1 200 Pa。……

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