金属材料制备喷射成型技术ppt课件.ppt

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1、工作组制作演讲人：辛宏辉工作组制作喷射成形对钢组织的影响工作组制作喷射成形原理简介工作组制作工作组制作喷射成形工艺也称雾化喷射沉积成形工艺，该工艺是由金属熔体雾化以及雾化液滴沉积在基板上形成不同形状工件的两个基木过程组成。工作组制作喷射成形装置主要由熔化室、雾化室和沉积器构成。熔化室的作用是熔炼金属，对于活泼金属可以在真空或保护气氛下进行熔炼。熔化室中的熔融金属，经过导液管而进入雾化室内。雾化室的上端是喷嘴.高压惰性气体如氮气或氢气送入喷嘴.经过环状排列的小孔或环缝向外高速喷射，使从导流管流出的金

2、属熔液细流雾化成细小液滴，并形成雾化锥。雾化室的下部是沉积器，从喷嘴飞出的细小液滴经过动量传递过程，被高速气流加速而飞向沉积器。在飞行过程中，细小液滴通过能量传递失去热量而降温，根据失去热能的多少液滴抵达沉积器时，可以仍保持液态，也可以已经完全凝固为固态，还可以处于半固态。工作组制作工作组制作沉积器可有不同形状，并以不同方式运动而制成不同形状的坯件，例如沉积器为圆柱体，横放在雾化圆锥下，边旋转边向一个方向移动，就能制得管坯沉积器为圆盘时，而对着雾化圆锥，边旋转边向下移动，就能制得锭或实心圆柱体坯件

3、。已有报导如用计算机控制基板的多维运动，可以制得复杂形状的工件，甚至是不对称形状的工件。工作组制作喷射成形V6冷作模具钢的组织结构研究及与锻造态组织比较工作组制作引言：采用喷射成形工艺制备了Vanadis6(V6)冷作模具钢,并对不同状态下的组织结构进行了观察分析。铸造态V6钢存在严重的枝晶偏析，这种极差组织是很难通过后续热加工与热处理加以改善的；而喷射态V6钢具有细小的等轴晶组织，碳化物主要分布在基体中，在晶界上也出现了一些形状不规则的较大尺寸碳化物和少量共晶莱氏体组织，但与铸造态V6钢相比，喷

4、射态V6钢的组织有了极大改善。经过球化退火处理，喷射成形V6钢获得了优良的球化组织。根据X射线衍射及TEM试验观察分析，对喷射态、淬火态以及回火态V6钢的相组成进行了鉴别。工作组制作Vanadis6（V6）高合金冷作模具钢是瑞典Uddeholm公司采用粉末冶金工艺生产的V系列模具钢中的一种，与广泛应用的Vanadis4（V4）钢相比[1～4]，其碳含量和钒含量均有明显增加，分别高达2.1%和5.4%。V6钢属铬-钼-钒系冷作模具钢，具有优良的综合性能，如非常高的耐磨性和良好的韧性；高的淬透性和抗压

5、强度。此外，该钢淬回火后的尺寸稳定性明显优于传统铸造工艺生产的冷作模具钢和高速钢，V6钢的这一特点也意味着它是一种非常适合于在其上进行CVD和PVD涂层的工具钢。由于V6钢中碳和合金含量较高，使用传统铸造工艺生产，容易产生严重的成分偏析、粗大碳化物以及网状碳化物。目前只能用粉末冶金工艺生产V6钢，但工艺带来的生产成本昂贵和生产工艺复杂的不足，却成了制约该类钢种规模生产和推广应用的主要原因。因此，寻求一种既经济又可行的生产V6钢的工艺技术以满足市场之需求，是一项颇有意义并具有实际应用背景的研究工作。

6、工作组制作众所周知，喷射成形是一项新颖的快速凝固技术，在材料制造与加工方面极具潜力。该技术不仅能改善传统材料的组织与性能，而且更大优势是能开发新型材料。根据喷射成形工艺具有快速凝固特点，将它应用于高合金冷作模具钢生产，其优势会得到充分显现。基于上述考虑，作者采用喷射成形这一有效工艺手段，制取了V6钢，并对试验材料的基本组织、以及经过后续热加工和热处理后的组织结构演变进行了研究。本文只是此项研究工作的初步试验结果及分析讨论。工作组制作1.试验材料与方法试验用材料为喷射成形V6高合金冷作模具钢，其合金

7、成分特点是碳和合金含量比广泛应用的V4钢更高。V6钢母合金是在宝钢研究院50kg真空感应炉中冶炼，其化学成分（质量分数%）为2.1C，6.8Cr，1.5Mo，5.4V，1.0Si，0.4Mn，0.03S，0.03P。采用多孔模壳浇注的圆棒，经过喷砂处理去掉外表面氧化皮，作为喷射成形用母合金原料。喷射成形制取的V6钢坯件形状呈高斯分布，中间最高度约30mm，直径约130mm，重量1.8kg左右。采用金相显微镜、电子显微镜（TEM）、以及X射线衍射仪，对取自于铸造V6钢母合金、喷射态V6钢、锻造态V6

8、钢、退火态V6钢以及淬回火态V6钢试样的组织结构进行了观察分析研究。工作组制作2.试验结果与分析2.1喷射态V6钢组织结构分析V6钢由于碳和合金含量较高，采用传统铸造工艺生产因冷却速度缓慢，而导致严重的成分偏析和共晶莱氏体的产生，通过后续热加工和热处理，虽能减轻缺陷，但改善的程度极为有限。图1(a)和图1(b)分别给出铸造态和喷射态V6钢的组织照片。由图1(a)可见，铸造工艺制备的V6钢存在严重的枝晶偏析，这种极差组织是很难通过后续热加工与热处理加以改善的。喷射态V6钢具有细小的等