真空扩散焊接双金属复合模具钢的研究

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1、摘要摘要高碳高合金冷作模具钢具有高硬度、高耐磨性，热处理后变形小，承载力大等特点，在国内外大中型冷作模具中得到广泛应用。但其碳化物偏析较严重，容易导致方向性变形和强韧性降低。将高硬度冷作模具钢与高韧性合金结构钢制成的双金属复合模具钢可以克服上述缺点，并且节约资源，降低成本。制造双金属复合模具钢可以采用热锻轧焊、爆炸焊和真空扩散焊等多种方法，其中以真空扩散焊为最佳选择。本文采用拉伸试验、弯曲试验、硬度试验、扫描电镜(SEM)断口形貌观察、能谱微区成分分析(EDX)、金相分析(OM)、显微硬度分析等方法研究了常用冷作模具钢Crl2MoV及高速钢W6M05

2、Cr4V2(以下简称M2)与合金弹簧钢50CrVA、合金结构钢40Cr及高速钢M35的真空扩散焊接。结果表明：焊接温度为l150℃，焊接压力为20MPa，保温时间为30min，真空度小于1．0×10叫Pa的条件下即可以实现Crl2MoV／50CrvA、M2／50CrVA良好的冶金结合；拉伸试验、弯曲试验的断裂都发生在高硬度、高耐磨的Crl2MoV和M2上。因此，焊接面的结合强度已经高于Crl2MoV和M2的抗拉强度及抗弯强度。焊接温度为1100℃，焊接压力为20MPa，保温时间为30min，真空度小于1．0×10叫Pa的条件下即可以实现Crl2Mo、

3、WOCr、M2／40Cr良好的冶金结合；拉伸试验、弯曲试验的断裂发生在高硬度、高耐磨crl2MoV或者发生在低强度的40Cr上。因此，焊接面的结合强度已经高于Crl2MoV和40Cr的抗拉强度及抗弯强度。焊接温度为1150℃，焊接压力为20MPa，保温时间为30min，真空度小于1．0X10。1Pa的条件下即可以实现M2／M35良好的冶金结合；拉伸试验、弯曲试验的断裂都发生在高硬度、高耐磨的M2上。因此，焊接面的结合强度已经高于M2的抗拉强度及抗弯强度。关键词：冷作模具钢；合金结构钢；真空扩散焊；力学性能；显微组织大连交通大学工学硕士学位论文Abst

4、ractHi曲一carbonandhigh-alloycoldworkdiesteelhasbeenwidelyappliedinlargeandmediumcoldworkdieathomeandabroad，becauseitpossessinghigh-hardness，high—weal"resistant，littledeformationafterheattreatmentandgreatcarryingcapacity．Buttheserouscarbidesegregationofwhichisapttocausedirectiona

5、ldeformations，s仃ength—toughnessdecreasing．Insteadbybimetalcompositediesteelthatfabricatedusinghigh—hardnesscoldworkdiesteelandhigh—toughnessalloystructuresteelcanovercomethedefectsmentionedabove，savesourceandreducecost．Variousapproachedareappliedinthecourseofmanufacturingbimeta

6、lcompositediesteel，suchashotforged—rolledwelding，explosiveweldingandvacuumdiffusionweldingareapplied，amongwhich，thevacuumdiffusionweldingistheoptimal．ThevacuumdiffusionbondingofcoldworkdiesteelCrl2MoVandhighspeedsteelW6M05Cr4V2(M2)withalloyspringsteel50CrVA，alloystructuresteel4

7、0CrandhigllspeedsteelM35wasstudiedbymeansofhardnesstest，tensiletest，bendingtest，SEM，EDXandOManalysisandmicro．hardnesstest．SoundmetallurgicalbondingWasobtainedbetweenthetwodissimilarmaterialsofCrl2MoV／50CrVA，M2／50CrVAat1150℃for30minute，bondingpressureis20MPaandthevacuumlevelisle

8、ssthan1．0X10。1Pa；Thefractureoftensiletestandbendingtes