Table of Contents

פלדה כלי יוצרים את עמוד השדרה של הייצור המודרני, המשמש כחומר של בחירה עבור כלים חיתוך, מת, עובש, ויצר אגרוף. החיים התפעוליים של רכיבים אלה קשורה ישירות ליכולת שלהם לעמוד ללבוש מכני, עייפות תרמית, ועיוות. בין השיקולים הסגסוגת המשפיעים ביותר על הרחבת חומרים אלה הוא נינדרום - ספציפית בצורת caradium carbides (VC אלה, שיפור תופעות לוואי מתכתי, לחץ דם חזק, תוך כדי שיפור דרמטי של חומר מתכתי מתכתי, תוך כדי שמירה על חומרים קשים אלה, לחץ דם חזק, תוך כדי לחץ דם חזק, לחץ דם חזק, לחץ דם חזק, לחץ דם חזק, כמו גם על חומר מתכתי לחץ דם חזק, תוך כדי שמירה על חומר מתכתי מתכתי מתכתי מתכתי של חומר מתכתי לחץ דם חזק, לחץ דם חזק, לחץ דם חזק, על חומרים מתכתי לחץ דם חזק, על חומר מתכתיקט, תוך כדי שיפור דרמטי של חומר מתכתי של חומר מתכתי לחץ דם חזק, כמו גם על חומרים מכני, לחץ דם חזק, לחץ דם חזק, לחץ דם חזק, לחץ דם חזק, על חומר מתכתי לחץ דם חזק, על פני השטח של חומר מתכתי של חומר זה, תוך כדי שיפור זה, תוך כדי שמירה על פני השטח של חומר מתכתי לחץ דם חזק, לחץ דם חזק

הבנת Vanadium Carbides in Tool Steels

מבנה קריסטל ומבנה קריסטל

(ו) ; ⁇ (ו) ⁇ (ב) , ⁇ ⁇ ) ⁇ (התחסין) ⁇ (התביעה) היא VC (V) , אם כי אטומי נדרום עשירים יותר (Viph) של VV1:04FLT:23F3LT) יכולים להופיע גם תחת תנאי כרומוזום גבוה יותר מ-41 (R)

במהלך ייצוב, וניל נגרמות כמתנשאים העיקריים כאשר התוכן וניל ותוכן פחמן בהמיס עולה על הגבולות הסומנטליים שלהם.בפלדות כלי מלא, אלה carbides העיקריים מופיעים כממקסימים או אקוטי מושבות . Fine Superbides precipitate במהלך austenitating ומזג, במיוחד כאשר התוכן וניל הוא מתון (0.5-4%) הם משקל קשה, 000.

יציבות ותשומת לב

מאפיין מובהק של כורכום וניל הוא היציבות התרמית הגבוהה שלהם. Vanadium carbides יש נקודת התכה מעל 2800 מעלות צלזיוס ונשאר ללא הפסקה ב austenite בטמפרטורות austenitizing טיפוסי (950-1 ° C, בהתאם לסגסוגת) זה גם מעכב את גודל החמצמות במיוחד, כי במהלך קשיחות, הקרבידים אינם מתמוססים לחלוטין לתוך austenite מהירות, במקום זאת, מונעים פלדה גבוהה.

השוואה עם Carbides Common

בעוד פלדה כלי עשוי להכיל כמה אלמנטים של carbide-forming -chromium, tungsten, molybdenum ו- vanadium - כל סוג של carbide מציע שילוב שונה של קשיחות, solubility, ויציבות. Vanadium carbides הם בין הגרסאות הקשות ביותר ו- RUSVrrecerecerecerecereceream (ה-CV) הם גם כן, כמו עלות גבוהה יותר ויותר גבוהה יותר ויותר.

ללבוש מכניזם בכלי פלדה

כדי להעריך כיצד נטיניום carbides לשפר את ההתנגדות ללבוש, חיוני להבין את מנגנוני הלבוש העיקריים שמטמים כלי:

  • (FLT:0) ללבוש רפלקטיבי: FLT:1ir חלקיקים (מרכיב העבודה או מלחמניות ללבוש) לחתוך או לטבול לתוך פני השטח הכלי, הסרת חומר.התנגדות תלויה בנוקשות של פני השטח בהשוואה ל abrasive.
  • (ב) (בלטינית:0) ללבוש:0) ,הטבעה מקומית בין כלי ויצירה מתרחשת תחת לחץ ונפיחות; לאחר מכן קרע חומר דמעות מן פני השטח של הכלי.
  • (ב) (בלטינית:0) ללבוש (מלשון: ⁇ :1) חוזר טעינה מחזורית מוביל לחקירת סדקים תת-קרקעית, אשר מפיץ ומניב תוצאות בניכוי של פתיתי או שבבים.
  • (FLT:0) ללבוש אוררוזיבי / חמצון: חליל 1 (FLT 1) התקפה כימית או חמצון בטמפרטורות גבוהות מאיצה אובדן חומרים.
  • (FLT:0) עייפות תרמית: 1FLT 1 טמפרטורה מהירה רכיבה (מקור במות ליהוק ויצירה חמה) גורמת למשטח סדקים בשל התרחבות שונה.

Vanadium carbides מקטין כמה מנגנונים אלה בו זמנית - בעיקר ללבוש abrasive, ללבוש דבקים ועייפות תרמי - על ידי מתן שלב חזק, יציב תרמי, ומופץ היטב מחדש.

כיצד Vanadium Carbides להגביר את ההתנגדות

קשיחות והתנגדות

היתרון הפשוט ביותר של כורסאיום נגרס הוא הקשידות הקיצונית שלהם.כאשר חלקיק abrasive או כרסום עבודה קשה מגע עם פני השטח של כלי פלדה, חלקיקי הקרביד פועלים כנקודות קשות שמתנגדות לחדירה וחיתוך.ההבדל בנוקשות בין הקרביד (VC ב -2500 HV) וחלקיקים טיפוסיים (למשל, סיבת) - 1000 hVd) הוא בעל יחס קלושטמין (Fide) גבוה יותר) או קלושטמין (Fide) ו-(Rine) הוא שבב) אשר יהיה גבוה יותר) ו-(Rine) ו-(RVird) ו-(Rine) ו-HFlowed) ו-hbide) ו-(Rine) ו-(Rine) ו-(Rine) ו-hbide) ו-(Rine) ו-(Rine) הוא שבבעדיפה) ו-(Rine) ו-hLTbtenbtenbtenbtenbtenbtenbtens) ו-hLT) ו-hLT) ו-(Rine) הוא שבבעדיפה הוא שבבעדיפה הוא שבב-(Rine) ו-(R

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

כפי שצוין קודם לכן, גודל גרגר לא פתור - באופן חד-משמעי ASTM 8 עד 11 בפלדות כלי מעובד כראוי - מעצימות הן כוח ונוקשות על ידי צמצום אורך החלקה ומספק גבולות נוספים לפיזור דגנים.

הרדינג השני במהלך הפיתוי

בפלדות מהירות גבוהה (למשל, AISI M2, M4, T15) וכמה ציונים של עבודה קרה, ונדריום carbides לתרום להשקה משנית - תופעה שבה הנוקשות עולה (במקום ירידה) במהלך המזג בטווח של 500-600 מעלות צלזיוס, כאשר וניל נשמרת בפתרון לאחר הדבקה, זה precipitates כמו ירידה) לעומת 2 קמצמיגות גבוהה יותר של חלקיקים.

יציבות גבוהה טמפרture ולהפחית את ה-rmal Softing

פעולות כלי רבות, כגון machining במהירות גבוהה, בולים חמים, ו Die ליהוק, לייצר טמפרטורות שגורמות כלי פלדה קונבנציונליים לרכך. Vanadium carbides להתנגד לטמפרטורות מתפוגגות עד 700 מעלות צלזיוס או יותר, שמירה על אפקט הרטוב שלהם זמן רב לאחר מטריצה היה מעדיף לאבד את קשיות ראש הממשלה.

ניכוי של ללבוש אדסנסטיבי וגלילינג

ללבוש אדמדן, או גלימה, מתרחש כאשר שני משטחים מתכתיים בצורת תנועה יחסית בצורת מיקרו-מגדות מקומיות. Vanadium carbides, להיות לא ממתכת וקשה מאוד, להפחית את האזור היעיל של מגע מתכת-ל-מטאלי.ה carbides לפעול asperities כי תמיכה נרחב עומס מגע, מניעת המריצה מ deformationlyforming ו- in the Workpiece, בנוסף לאפקטים אחרים של כלי פלדה, מפריעים של כלי רכב קשה, אשר לעתים קרובות.

השפעות על ביצועי פלדה כלי: נתונים ורווחים אמיתיים

Extended Tool Life

מחקרים שדה ובדיקות מעבדה מוכיחים באופן עקבי כי הגדלת התוכן של וניל פלדה כלי להאריך את חיי השירות.לדוגמה, אגרוף עשוי פלדה מתכת פלוגדור פלדה (CPM® 10V עם - 10% V) יכול לצאת אחרון D2 אגרוף קונבנציונלי (עם -% V) על ידי גורם של 5-10 ביישומים מבוללים גבוה.

עלויות תחזוקה מופחתות

חיי כלי ארוכים יותר מתורגמים פחות מחזורי ההשמצה, פחות מגרד בשל כשלים בלבוש, ועלויות מלאי נמוכות יותר.עבור קווי ייצור רצופים (למשל, חנויות כלי רכב), היכולת לרוץ מיליוני שבץ ללא תחליף כלי תשואות חיסכון משמעותי יותר, את הקשיות משופרת של פלדות נדרום דקעת מפחיתה את הסיכון של השבבים או השבבים, כלומר תחזוקה כלי תחזוקה הוא צפוי פחות תכופה.

שיפור איכות חלק ויציבות

כלים המתנגדים ללבוש לשמור על הגיאומטריה החודנית שלהם ואת פני השטח להשלים לתקופות ארוכות יותר.עקב זה מבטיח כי החלק הראשון המיוצר הוא זהה לחלק ה -10,000, אשר קריטי בתעשיות עם סובלנות הדוקה (אווירה, מכשירים רפואיים, אלקטרוניקה). נדרום carbides גם עוזר לשמור על משטח חלק על הכלי, צמצום החיכוך ולמנוע מחוספס משטח שיכול להעביר לעבודה.

דרישות ייצור עבור התפלגות נדרום Carbide Optimal vanadium Carbide

עיצוב Alloy

התוכן של וניל בפלדות כלי בדרך כלל נע בין 0.1% (בכמה ציונים נמוכים) לגבוהים כמו 18% בפלדות מיוחדות של ראש הממשלה, עם זאת, פשוט הוספת וניל אינה מספיקה; התוכן פחמן חייב להיות מאוזן כדי ליצור סטוכיום CVC או VFLT 1.5%) כולל CVC2%:04FLT:2LT 3.

אבקת Metallurgy vs. Conventional Cast/Wrought Processing

מטולורגיה לאמנה יכול לייצר וניל, אבל הפרדה במהלך איחוד לעתים קרובות מוביל coarse, חבוש כי חריפות מעוות מדרגה.כדי להתגבר על זה, הרבה פלדה כלי גבוה 1 vanadium מיוצרים באמצעות אבקה מתכת (PM): חלקיקים חד-אטומיים דקים של אבקה ראש חובה, מניבה הפצה הומוגנית של חומרים זעירים של נחושת (חומרי פלדה גבוהה יותר) הוא כמעט כפול (Ric פלדה) לעומת 26%) הוא כמעט סגסוגת פלדה גבוהה (Ric פלדה (Ricial פלדה (Ricial פלדה) הוא כמעט סגסוגת) הוא כמעט סגסוגת פלדה (Ricial פלדה (Ricd) הוא כמעט סגסוגת פלדה (Ride) לעומת 2.

אופטימיזציה לטיפול

ההפצה, המספר והמורפולוגיה של נגריום מושפעות מאוד מפרמטרי טיפול בחום:

  • (FLT:0) להגביר את הטמפרטורה: FLT:1 טמפרטורות גבוהות יותר להגדיל את פירוק וניל לתוך austenite, להפחית את הנפח של carbides undissolved להגדיל את הסכום זמין עבור קשיחות משנית.עם זאת, טמפרטורה גבוהה מדי יכול להוביל לדגנים coarsating אם כיפת carbide אינה מספיקה.
  • (FLT:0) שיעור ההאזנה: 1FLT:1 quench מהיר מספיק (שמן, פולימר או אמבטיה מלח) נדרש כדי למנוע משקעים מוקדמים של פחמימות ולקבל ממטריקס מרטינסיבי מלא.
  • (FLT:0) Tempering:cioFLT:1 , מחזורי מזג מרובים (לעתים קרובות שניים או שלושה) ב 500-600 מעלות C משמשים כדי להחרים חלקיקים משניים של VC ולהפוך נשמרים austenite.כל מחזור ממזג את פיזור הקרביד ומייצב את הממטריקס.זמן בטמפרטורה (בדרך כלל 1-2 שעות לכל מחזור) חייב להיות מבוקר בקפידה על מנת למנוע פיזור ומנע מכווני של פחמימות.

מהנדסים צריכים תמיד לעקוב אחר המלצות הטיפול החום המסופקות על ידי יצרן הפלדה, שכן הפרמטרים האופטימליים משתנים באופן משמעותי בין הציונים.

בקרת גודל Carbide ומורמופיזיולוגיה

קוארזה ראשונית carbides (הגדולה מ 10 מיקרומטר) יכול לפעול כמו העלאת מתח ואתרי קדש השבעה, במיוחד בפלדות אננדה גבוהה. כדי למזער את זה, מצאיות ומילימטרים משתמשים בתקני הגשמה מבוקרים, פולשים, ולפעמים עבודה חם (למשך, מתגלגל) כדי לשבור רשתות קרבד ראשוני.בפלדה ראש, אבקה מתחיל מניבה מניבה קלושים, כמו גם כן, כמוסות, או חסימת ברזל, או שמירה על ידי טיפול קשה.

תגיות: Vanadium-Carbide-Enhanced Tool Steels

חיתוך כלים

תרגילים, מילימטרים, רימרס, ברזים, וראו להבים נהנים מהשילוב של קשיחות גבוהה, ללבוש התנגדות, קשיחות אדומה המסופקת על ידי ונדיום carbides. high-speed Steels כגון M2, M4, ו-T15 הם חומרים סטנדרטיים עבור כלים אלה. in high-volume machining של חומרים abrasive (למשל, סיבים פחמן, פחמן, מ"מ"מ"מ"מ"מ"מ"מ"מ"מ) או "מ"ד"ד"ד"מ"ד"מ"מ"מ"ר,"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"ר) מכילים חומרים"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"מ-"

עבודה קרה מתה ו-Stamping Tools

מתים לריקבון, לציור ולטבעת פועלים תחת לחץ גבוה ותנאים פנימיים. Vanadium-alloyed קר פלדהs (למשל, A2, D2, ובמיוחד ציוני ראש 3V ו-10V) מספקים את ההתנגדות ללבוש הנדרשת כדי לשמור על קצוות חדים וניקוי מדויק על מיליוני שבץ.

עבודה חמה מתה ומלדס

עבור למות ליהוק של אלומיניום, מגנזיום, ופליז, כמו גם חותמת חם ודימום מת, יציבות תרמית היא רבת ערך. Vanadium carbides לעזור לשמור על קשיחות והתנגדות בדיקת חום. ציונים כמו H13 (כולל -1% V) משמשים נרחב, אבל בגדי עבודה חם ראש עם יון גבוה יותר (למשל, 3–5% V) יותר ויותר הם עבור גבוה בלחץ גבוה כי הם מת כי מת כי עייפות חמורה כי הוא prescribed.

אבקה מתכת קומפקטית ו- Extrusion Tooling

כלים המשמשים אבקות קומפקטיות או מתכות extrude נתקלים ללבוש חריף. פלדה ראש גבוה ונדרום הם לפעמים החומרים היחידים המספקים חיי שירות מקובלים ביישומים אלה.לדוגמה, extrusion מת עבור ⁇ s לעתים קרובות עשויים מפלדות עם 9-12% V כדי לעמוד בפני הזרם האקווריבי של מתכת חם, abrasive.

מגמות עתידיות ותהליכים מתקדמים

הביקוש לפרודוקטיביות גבוהה יותר, חומרים קשיחים יותר עבודה, ו ליד-net-shape הייצור ממשיך להניע חדשנות בעיצוב פלדה כלי.התפתחויות האחרונות כוללות שימוש בייצור תוספת (אבקת אבקת היתוך, תנופה אנרגיה מכוונת) לייצר כלי עם מיקרו-מבנה מותאם אישית החוקרים לחקור כיצד נגרמי וניל וניל מתנהג במהירות מוצקה או 3D מודפסת כלי פלדה, ותוצאות מוקדמות כי ניתן להצביע על כך שיש שיפור סביר יותר, עלול להיות מסוגל ללבוש עמידות טובה יותר.

גבול נוסף הוא השימוש של פלדות פחמן גבוה או על ידי הוספת חלקיקים בגודל VC להיתוך או אבקת להאכילstock.האתגר הוא למנוע חלקיקים אלה מ agglomerating או פירוק במהלך עיבוד.

לבסוף, כלים עיצוב ⁇ חישוביים - כגון תרמודינמיקה מבוססת CALPHAD וסימולציות קינטיות - מאפשרים למולקולורגיסטים לייעל את התוכן של וניל ולוח הזמנים של טיפול חום עם דיוק חסר תקדים. שיטות אלה עוזרות לחזות את השבר, חלוקת גודל ויציבות של כורכום כתפקוד של הרכב ועיבוד, צמצום הצורך לפיתוח ניסיוני וטרור.

מסקנה

כורכום וניל הם אבן הפינה של כלי מודרני פלדה מתכתלורגיה.קשהם הבלתי מקבילה, יציבות תרמית ויכולת לחדד את מבנה דגנים להפוך אותם הכרחיים עבור יישומים שבהם ההתנגדות היא הקריטריון העיקרי עיצובי. באמצעות סגסוגת זהירה, טכניקות ייצור מתקדמות (במיוחד אבקת מתכת פלוגדור), ואופטימיזציה של טיפול חום, מהנדסים יכולים לרתום את מלוא הפוטנציאל של caradium Carbides כדי להרחיב את החיים, כולל ביצועים, כמו גם לחץ חזק, להמשיך לחץ חזק, להמשיך לחץ, להמשיך לחץ חזק, כמו גם לחץ חזק, לחץ חזק, להמשיך לחץ חזק, להמשיך לחץ, להמשיך לחץ על פני טמפרטורה לחץ חזק, להמשיך לחץ, להמשיך לחץ, להמשיך לחץ חזק, לחץ חזק, להמשיך לחץ על פני השטח, להמשיך לחץ חזק, להמשיך לחץ חזק, לחץ חזק, להמשיך לחץ חזק, לחץ חזק, לחץ חזק, לחץ חזק, לחץ, לחץ חזק, לחץ על פני השטח, להמשיך לחץ על פני השטח, להמשיך לחץ חזק, להמשיך לחץ על פני השטח, לחץ חזק, להמשיך לחץ חזק, להמשיך לחץ חזק, לחץ חזק, לחץ על פני השטח לחץ חזק, להמשיך לחץ על פני השטח, להמשיך לחץ חזק, להמשיך לחץ על פני השטח, להמשיך לחץ חזק, להמשיך לחץ חזק, לחץ חזק, לחץ חזק, להמשיך לחץ חזק,

(ב) לקריאה נוספת על מדע המוליכים בפלדות כלי, ייעוץ משאבים כגון FLT:0ASM InternationalFLT:1, במיוחד FLT:2Properties ובחירת: Irons, Steels, and High-Performance AlloysFLT 3: Per-reviewed מאמרים בכתבי עת כמו LT4Weareurs, Steels, and the High-Falidation, 7.