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日常生活使用的刀具鋼304/440不銹鋼復合板的熱軋和性能

發表時間:2023-03-17 14:35

針對日常日常生活所使用的剪刀廠商品來講,大家不僅需要有長久的鋒利度和耐磨性能,又想要刀口用鈍后有利于刃磨。由中碳鋼、馬氏體型不銹鋼等單-一材料制成剪刀廠商品,很難滿足不僅有比較高單項指標(鋒利度.耐磨性能),又有較好的綜合性能(延展性、生產加工特性)的需求。但由二種或兩種之上原材料所組成的復合鋼板也可以根據使用需求來設計,是國內數控刀片以高檔、優質量進到國外市場"。

軋制復合型試驗科學研究

生產制造剪刀廠新產品的復合鋼原材料由基材(即基材鋼)和復板(刀口鋼)加工而成的?;囊哂斜容^好的延展性及生產特性,試驗中采用厚20 mm,寬 120 mm的熱扎304(OCr18Ni9)低合金鋼做為基材[2.3],其成分見表1所顯示;復板要具有很高的硬度和鋒利度及其耐磨性(長久鋒利度),試驗中使用了厚3.5 mm,寬120 mm 的冷扎440(7Cr17)不銹鋼板材做為復合板的復板原材料 ,其成分見表1所顯示。

軋制復合型試驗科學研究

組坯電焊焊接

因為在巨大壓力之下,復板,基材很容易引發錯動,從而減少復合強度,與此同時為了避免加熱和軋制過程中出現空氣氧化,軋制前必須把它們電焊焊接下去,在復合板后側還需要預埋一個排氣口,確保在軋制環節中排出來附著在基材和復板之間汽體(圖1)。

加熱溫度和壓下去技術規范的明確

304不銹鋼材質熱處理可塑性環境溫度區段是 930~1 280 ℃,440不銹鋼材質熱處理可塑性環境溫度區段是1 170~1200 ℃ 5]。為了方便減少變形抗力和提升可塑性,有益于二種金屬材料根據熱扎做到彼此間的分子融合,加熱溫度應盡可能高—些,本試驗中選用的加熱溫度為1 200℃,隔熱保溫15 min。復合型金屬材料軋制首道次變形程度務必非常大,以推動組元的冶金結合,提升粘結強度。在實踐中發覺對于有些原材料如 NI/304/Cu復合材質經2一個大壓下去備道次沒法復合型,只有通過一定的變型版-少后沒有社優良復合型6]?;诖?選用如下所示軋制

機構禮創出量是31.5 mm,4道次平分進行.郅后公板厚度12 mm,動壓下率是72.4%,試驗里將第一次復合型界定為1火軋制。

(2)不銹鋼板復合板二次復合型。將1火軋制的復合板再度加熱到1 200℃隔熱保溫15 min,在軋制力是150O kN的過程當中350 mm熱軋機中進行軋制。第12.3道次壓下量分別是4.4、2 mm,最后板材斷面尺寸為204 mm x2 mm。本次復合型軋制界定為2火軋制。

復合板物理性能科學研究

拉申試驗

試驗選用平臺式試樣,試驗結論見表2所顯示。

由試驗結論可獲得,1火軋制后試樣扯斷后斷裂面成裁切狀,沒有明顯頸縮狀況,為脆斷,與此同時該扯斷后試樣在基材與復板中間發生分離現象,說明頁面融合并不是穩固的;2火軋制后試樣沒有看到分離現象,表明軋制過程的加溫頻次及軋制總變形程度對復合板的頁面粘結強度及材料可塑性有較大影響。

彎折試驗

試樣的抽樣方位、位置依照 GB2975-1998和GB6397實行。試樣規格的測量、試驗設備及試驗標準依照GB232-1995實行,試樣制作成長條形,試驗結論如表2。

1火和2火軋制的試樣在變形后都未產生分離現象,但Ⅰ火軋制的試樣在彎處出現少許細徵的裂痕,這一現象也說明了復合板的成形性與軋制過程的加溫頻次相關。

布氏硬度

試驗中使用0.5kg的負載,維持10s后卸載掉進行檢測。因為2火軋制試樣為最后用于制造的復合板,但只科學研究了該基材與復板硬度遍布,試驗環節中取點位置如下圖2所顯示。

由表1得知,440不銹鋼板具有很高的碳含量,所環節中還伴隨著冷作硬化的功效,因此熱扎過程的形狀變化也使得強度對應的提升。

合金成分剖析

由圖3(a)由此可見,復合板晶粒度不勻。這也是復合板晶體大小不均勻。此外形狀變化太小了,使頁面間金屬材料無法實現冶金結合,故復合型頁面的結合線清楚可見,1火軋制試樣扯斷之后出現的分離現象的頁面,兩板之間晶體彼此越過頁面完成了真正意義上的冶金結合。

透射電鏡觀查

選擇兩火軋制試驗開展透射電鏡試驗,以觀查截面上先后選擇垂直在截面角度的8個點,追線開展成分檢測,取點位置如下圖3(c)所顯示。依據各點能譜儀數據信息進行了2火試樣各元素原子百分數趨勢分析圖,如下圖4所顯示。

從試驗結論能夠得知,基材和復板的鉻含量非常接近,因此鉻的擴散現象并不明顯(圖4a)。復合板兩邊基材的鎳元素含量有一定的減少,而正中間復板鎳元素的含量則有了很大的上升(圖4c)。這是因為基材和復板中鎳元素的含量差別較大,從而使得鎳元素由基材向復板蔓延所造成的。鎳元素能提高不銹鋼材質切削性能與可淬性,與此同時還能提高馬氏體不銹鋼的回火穩定性,因此少量鎳可有效地減少馬氏體不銹鋼淬火的變軟水平。因此,鎳元素的蔓延,增強了馬氏體不銹鋼440的切削性能與可淬性,進一步提升復合板的復板強度。

由圖4(d)由此可見,復板中錳元素含量明顯下降,這會對復合板硬度會產生一定的影響。錳元素是馬氏體產生原素,錳元素的降低會讓馬氏體相區減少,馬氏體轉變環節中M、點移位和屈氏體量少,M、點移位加大了馬氏體轉變的過冷度,進而獲得更多馬氏體組織。錳含量降低1%,M。點會提高33 ℃,而且馬氏體量會降低20%。因此錳元素含量降低,會讓兩火軋制的復合板中奧氏體含量的提高、硬度的提升起到一定的推動作用。所以雖然軋制環節中復合板的復板碳含量有一定減少,但是因為以上兩個因素的功效,復合板硬度并沒有明顯降低。

結果

兩火軋制后304/440/304不銹鋼板復合板頁面完成了冶金結合,頁面融合堅固。兩火軋制后基、復板薄厚勻稱,復板強度比較高,達到數控刀片使用需求。

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