日常生活使用的刀具鋼304／440不銹鋼復合板的熱軋和性能

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(chǎn)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(jù)使用需求來設計,是國內(nèi)數(shù)控刀片以高檔、優(yōu)質(zhì)量進到國外市場"。

軋制復合型試驗科學研究

生產(chǎn)制造剪刀廠新產(chǎn)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(chǎn)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(fā)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(xiàn)空氣氧化,軋制前必須把它們電焊焊接下去,在復合板后側(cè)還需要預埋一個排氣口,確保在軋制環(huán)節(jié)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(guī)范的明確

304不銹鋼材質(zhì)熱處理可塑性環(huán)境溫度區(qū)段是 930~1 280 ℃,440不銹鋼材質(zhì)熱處理可塑性環(huán)境溫度區(qū)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(jù)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(jié)合,提升粘結(jié)強度。在實踐中發(fā)覺對于有些原材料如 NI/304/Cu復合材質(zhì)經(jīng)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(yōu)良復合型6]?；诖?選用如下所示軋制

機構(gòu)禮創(chuàng)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(jié)論見表2所顯示。

由試驗結(jié)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(fā)生分離現(xiàn)象，說明頁面融合并不是穩(wěn)固的;2火軋制后試樣沒有看到分離現(xiàn)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(jié)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(guī)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(jié)論如表2。

1火和2火軋制的試樣在變形后都未產(chǎn)生分離現(xiàn)象,但Ⅰ火軋制的試樣在彎處出現(xiàn)少許細徵的裂痕,這一現(xiàn)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(huán)節(jié)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(huán)節(jié)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(xiàn)冶金結(jié)合,故復合型頁面的結(jié)合線清楚可見,1火軋制試樣扯斷之后出現(xiàn)的分離現(xiàn)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(jié)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(jù)各點能譜儀數(shù)據(jù)信息進行了2火試樣各元素原子百分數(shù)趨勢分析圖,如下圖4所顯示。

從試驗結(jié)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(xiàn)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(zhì)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(wěn)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(chǎn)生一定的影響。錳元素是馬氏體產(chǎn)生原素,錳元素的降低會讓馬氏體相區(qū)減少，馬氏體轉(zhuǎn)變環(huán)節(jié)中M、點移位和屈氏體量少,M、點移位加大了馬氏體轉(zhuǎn)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(huán)節(jié)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(jié)果

兩火軋制后304/440/304不銹鋼板復合板頁面完成了冶金結(jié)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(shù)控刀片使用需求。

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