铸钢基体双金属堆焊热锻模温度场及其对硬度的影响.pdf

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1、第３９卷第６期Ｖｏｌ畅３９Ｎｏ畅６２０１４年６月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＪｕｎｅ２０１４铸钢基体双金属堆焊热锻模温度场及其对硬度的影响李梦瑶，周杰，余盈燕，毕欢（重庆大学材料科学与工程学院，重庆４０００４４）摘要：工作温度对热锻模的寿命有很大影响，热锻模的失效与其所受热负荷密切相关。通过Ｄｅｆｏｒｍ-３Ｄ模拟得到了铸钢基体堆焊模具连续工作状态下的温度分布规律。利用ＨＤＸ-１００数字式显微硬度计检测了该模具服役前后各层的硬度变化。结果表明，锻模连续工作时表层温度范围为５５０～６５０

2、℃，服役前后硬度变化明显，最大降幅约为２５０ＨＶ０．５；近表层温度范围为４７０～５５０℃，服役前后硬度降幅约为４０ＨＶ０．５；基体区连续工作时处于３１５℃左右恒温，对该区材料服役前后的硬度影响不大。关键词：铸钢基体；热锻模；温度场；硬度中图分类号：TG162．41文献标志码：A文章编号：0254-6051（2014）06-0136-04TemperaturefieldanditsinfluenceonhardnessofcaststeelmatrixdualmetalhotforgingdieＬｉ

3、Ｍｅｎｇｙａｏ，ＺｈｏｕＪｉｅ，ＹｕＹｉｎｇｙａｎ，ＢｉＨｕａｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｈａｓｇｒｅａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅｏｆｈｏｔｆｏｒｇｉｎｇｄｉｅ，ａｎｄｆａｉｌｕｒｅｏｆｈｏｔｆｏｒｇｉｎｇｄｉｅｉｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｉｔｓｔｈｅｒｍａｌｌｏａｄ．Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉ

4、ｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆａｃａｓｔｓｔｅｅｌｍａｔｒｉｘｓｕｒｆａｃｉｎｇｗｅｌｄｅｄｈｏｔｆｏｒｇｉｎｇｄｉｅｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙＤｅｆｏｒｍ-３Ｄ．ＴｈｅｈａｒｄｎｅｓｓｏｆｔｈｅｄｉｅｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｓｅｒｖｉｃｅｗａｓｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙＨＤＸ-１００ｄｉｇｉｔａｌｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓｔｅｓｔｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｄｕｒｉｎｇｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｗｏｒｋｉｎｇ，ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｌａｙｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｎｇｅｏｆｔｈｅｄｉｅｉｓ５

5、５０-６５０℃，ａｎｄｔｈｅｈａｒｄｎｅｓｓｃｈａｎｇｅｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｂｅｆｒｏｅａｎｄａｆｔｅｒｓｅｒｖｉｃｅｗｉｔｈａｍａｘｉｍａｌｄｅｃｌｉｎｅｏｆ２５０ＨＶ０．５．Ｔｈｅｎｅａｒｓｕｒｆａｃｅｌａｙｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｎｇｅｉｓ４７０-５５０℃，ａｎｄｔｈｅｈａｒｄｎｅｓｓｄｅｃｒｅａｓｅｓｂｙ４０ＨＶ０．５ｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｓｅｒｖｉｃｅ．Ｔｈｅｄｉｅｍａｔｒｉｘｗｏｒｋｓａｔａｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｂｏｕｔ３１５℃ａｎｄｔｈｅｈａｒｄ

6、ｎｅｓｓｉｓｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙｕｎｃｈａｎｇｅｄａｆｔｅｒｆｏｒｇｉｎｇ．Keywords：ｃａｓｔｓｔｅｅｌｍａｔｒｉｘ；ｈｏｔｆｏｒｇｉｎｇｄｉｅ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄ；ｈａｒｄｎｅｓｓ热锻模服役条件较差，模具型腔承受很大的冲击堆焊模具进行解剖，分析不同部位硬度变化。结合温力和频繁的冷热交变载荷，当模具局部温度超过回火度场分布揭示铸钢基体热锻模在服役过程产生硬度变温度时，将继续回火过程，产生组织和性能的变化。王化的机理，为设计铸钢基体堆焊模具（合理选择焊材、［１］华昌等指出热锻

7、模连续工作时的温度场与其初始确定焊层厚度）提供依据。工作时的温度场存在巨大差别，设计制造热锻模选材时应以热平衡状态下的温度场为依据。本文用１模具温度场分析Ｄｅｆｏｒｍ-３Ｄ模拟了某曲轴模具在连续工作状态下温度1．1模拟条件场分布情况，用于铸钢基体双金属堆焊锻模服役前后由于Ｄｅｆｏｒｍ-３Ｄ只能进行均质模具的锻造过程模硬度变化研究。拟，为使模拟结果更好地接近实际情况，设定参数严格铸钢基体双金属堆焊在模具制造和修复上有广泛参照工厂实际生产，具体参数见表１。模拟设定条件为：的发展前景，尤其是对于大型模具

8、的制造有明显的技１）坯料设为塑性体，材料选用ＡＩＳＩ-４１４０，初始温［２-４］术和经济优势。本文的研究对象是某曲轴铸钢基度设置为１１８０℃；模具设为刚性体，材料Ｈ１３钢，初体堆焊模具，耐磨层为ＪＸＨＣ１、过渡层为ＪＸＨＣ２、铸钢始温度设置为３００℃。基体为某厂自主研发的ＪＸＺＧ。对服役后的铸钢基体表1试验热锻模具模拟参数Table1Simulationparametersofthetestedhotforgingdie收稿日期：２０１３-１２-２０－１－１工序时间／ｓ热传导系数／