【正文】 中文 2600 字 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )外文資料翻譯 學 院 (系 )： 專 業(yè)： 姓 名： 學 號： 外文出處： Development of Plastic Mould 附 件： ； 。 指導教師評語： 簽名： 年 月 日 注： 請將該封面與附件裝訂成冊。 附件 1：外文資料翻譯譯文 發(fā)展非調(diào)質(zhì)的大截面預硬塑料模具鋼 LUO Yi,WU Xiaochun,MIN Yongan,ZHU Zhu,WANG Hongbin （上海大學材料科學與工程學院，上海 202172，中國） 摘要 ：為了滿足大截面預硬塑料模具鋼的需求和能源節(jié)約，一種非調(diào)質(zhì)預硬鋼正在發(fā)展。一個大型溫度場用有限元法研究和 9號試驗鋼在實驗室中被設(shè)計。對它們的微觀結(jié)構(gòu)和硬度調(diào)查時用在空氣中冷卻和控制冷卻速度的類似的模擬冷卻。結(jié)果表明，硬度均勻的截面密切相關(guān)與預硬鋼的貝氏體淬透性，試驗鋼的硬度在 40到 43洛氏硬度之間波動在兩種冷卻條件下。該試驗鋼比 C45鋼具有更加良好的加工性能。預硬鋼成功的生產(chǎn)在工廠是基于實驗室的結(jié)果。它的微觀結(jié)構(gòu)是貝氏體，在尺寸為 460毫米 800毫米 3200毫米上均勻分布。 關(guān)鍵詞 ：預硬鋼；大截面塑 料模具；溫度估計；化學成分；微觀結(jié)構(gòu)；可加工性。 生產(chǎn)上的強烈增長和塑料的消耗已經(jīng)影響了塑料模具鋼材市場而對良好性能的塑料模具鋼的需求越來越多。各種系列塑料模具鋼材適應不同性能要求，例如：耐磨，高硬度，耐腐蝕，韌性，拋光性，纖維化性質(zhì)，可焊性，可加工性。在現(xiàn)有塑料模具鋼材系列中，中低碳合金鋼，例如 AISI P20中的 DIN2738和 718（瑞典牌號）長久以來一直被廣泛應用著，因為它們的良好的綜合性能。 P20系列通過調(diào)質(zhì)的形式從鋼鐵廠的模具生產(chǎn)商生產(chǎn)出來，模具已加工后不需要進行進一步熱處理。它通常被稱為調(diào)質(zhì)預 硬塑料模具鋼。預硬塑料模具鋼的優(yōu)勢在于模具制造它沒有失真的風險，可直接投入運營。然而，調(diào)質(zhì)預硬鋼過程復雜和高能源消耗。在規(guī)模的塑料行業(yè)中，傳統(tǒng)的塑料模具 QP鋼有時可能沒有完全淬火或者淬火出現(xiàn)裂紋當它們被用于大的塑料模具時 [1,2]。因此，探討非調(diào)質(zhì)預硬塑料模具鋼為了避免上述的技術(shù)和經(jīng)濟缺點 [3]。早在 20世紀 90年代， 150毫米截面的調(diào)質(zhì)預硬塑料模具鋼（ FT系列 ） 被開發(fā) [4]。在最近十年里， B系列鋼誕生和部分代替了低于 300毫米截面的 P20鋼 [5]。 實踐表明，該非調(diào)質(zhì)過程也可以生產(chǎn)出具有相似的，統(tǒng) 一的硬度比的 QP塑料模具鋼，同時減少生產(chǎn)周期和耗能。本文主要研究大于 300毫米截面的預硬塑料模具鋼，特別關(guān)注成分設(shè)計和滿足需求的大截面塑料模具鋼 1 實驗過程 在冷卻條件上有很大的差別就是小尺寸試驗鋼生產(chǎn)在實驗室里而大截面硬鋼生產(chǎn)在工廠，大截面預硬鋼將通過微觀結(jié)構(gòu)和性能與試驗鋼比較區(qū)別在相似的冷卻條件下。實驗過程如圖 1所示。 圖 1. 預硬鋼的發(fā)展進程 9號試驗鋼被冶煉在 250公斤的感應爐里，其化學成分（質(zhì)量分數(shù)， %）顯示在表 1里。每個試驗鋼被鍛造直徑 80毫米，然后用兩種方式冷卻 :空氣冷卻和沙子冷卻。切斷樣品 做硬度測試和顯微組織觀察，尺寸大小為 80毫米 10毫米。每個樣品的硬度與洛氏硬度測定在核心到表面每 5毫米處進行，它們的組織在一個尼康 LV150光學顯微鏡下被觀察。拉伸樣品從在空氣冷卻中的樣品中獲得。 機械加工性能在切削試驗中進行了評估通過測量切削力及切削刀具磨損，分別比較 80毫米 320毫米的 8號試驗鋼和 80毫米 310毫米的 C45號鋼，后者淬火為 10%的氯化鈉和回火。切削刀具是硬質(zhì)合金刀具 YT15化學成分（質(zhì)量分數(shù)， %） 是 79WC， 15TiC,6Co,它的新優(yōu)勢被用于各項測試中。當進給速度定為 ， 切削深度改為 每 ，主切削力被壓電式力測量，切削速度分別在 39m∕ min和 ∕ min,在刀具磨損測定中使用了精度為 。當進給速度和切削深度固定在 ∕ r和 ，分別首次消減 60分鐘的切削速度 ∕ min再消減 35分鐘的切削速度 34m∕ min在刀具后刀面磨損實驗中。 表 2. 討論和結(jié)果 對大斷面預硬鋼冷卻速度的模擬 預硬鋼對塑料模具來說期望很大，然而它的冷卻速度減慢由于它的尺寸增大。對于大小為 460毫米 800毫米 3200毫米的鋼，就必須知道它的溫度場，它可以適當?shù)闹笇Т阃感院辖鹪O(shè)計。簡言之，如果核心和表面的空氣冷卻速度是已知的，以及相應的試驗鋼的微觀的兩個冷卻速度相似，大斷面預硬鋼的硬度將分布均勻。 在圖 2上的曲線 B和曲線 C通過有限元模擬分別反映了再核心和邊緣的大致溫度。這些估計的冷卻速率提供了參考依據(jù)為選擇合適的淬透性預硬鋼。對上述最快最慢的冷卻速率物理模擬，當鍛造后冷卻速率的控制和空氣冷卻時，鋼的測試溫度被測量用K型電熱偶。測量的溫度顯示為曲線 A和曲線 D。由于潛熱是沒有考慮到有 限元模擬，輻射發(fā)射表面系數(shù)可能會有所不同，在實際的冷卻條件下，控制的冷卻速率低于被估計的核心的冷卻速率。此外，鍛壓后測試鋼在空氣中冷卻的冷卻速率快于表面的估計速率。根據(jù)這一點，控制冷卻率和空氣冷卻率的范圍比估計的冷卻速率大。結(jié)合 460毫米 800毫米 3200毫米塊的有限元模擬和試驗鋼的物理模擬，微觀結(jié)構(gòu)，核心和表面的特性可以比較控制冷卻速率的測試鋼和空氣冷卻的測試鋼。 圖 化學成分設(shè)計 當預硬塑料模具鋼從模具型腔到制造，其內(nèi)側(cè)為工作面，這意味著它應該有一個統(tǒng) 一的硬度標準。因此，淬透性和整個截面硬度均勻在預硬鋼中發(fā)揮了重要的作用[6]。由于傳統(tǒng)的預硬鋼在淬火冷卻的熱處理過程中，在一般情況下硬度均勻性與馬氏體淬透性密切相關(guān) [7]。然而鍛造后，熱量與表面的空氣轉(zhuǎn)換慢得多比淬火，大截面預硬塑料模具鋼很難獲得馬氏體在整個截面中。但是，如果多邊形鐵素體轉(zhuǎn)變阻礙貝氏體相變發(fā)生在整個截面中，預硬鋼硬度可能會略有不同。預硬鋼的淬透性在本文中被稱為貝氏體淬透性。 盡管對于淬火鋼來說碳是一個簡單又傳統(tǒng)的元素，過量的二氧化碳焊接明顯有害而且可能影響可加工性。由于這一點，碳含量必須在 %到 %之間。鉬能延緩高溫多邊形鐵素體轉(zhuǎn)化效率而對貝氏體相變的影響不大。特別是“ ”設(shè)計在低碳素鋼中可以得到充分的貝氏體結(jié)構(gòu)在一個很大的冷卻速度范圍內(nèi) [8]。鉬含量在%到 %之間應該考慮增加其他合金元素以延緩過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變。錳，鉻也可以增加來增加淬透性，因為它們可以提供最高的 BS溫度和最低的 MS溫度，它們具有良好的焊接性。釩已經(jīng)被選定為控制奧氏體晶粒長大，它的含量為 %。 3 工廠試制預硬鋼 根據(jù) 8號鋼，預硬鋼鍛造后尺寸為 460毫米 800毫米 3200毫米。硬度測定 20毫米沿 460毫米和 800毫米的方向分開，它徘徊在 37到 40洛氏硬度之間。貝氏體的顯微結(jié)構(gòu)無論是在核心和表面上看，并沒有出現(xiàn)大規(guī)模的鐵氧體，如圖 3所示。 （ a） 表面 （ b）核心 圖 3. 預硬鋼的顯微結(jié)構(gòu) 4 結(jié)論 核心和表面的冷卻速度被估計用有限元模擬和物理模擬在實驗室，它提供的數(shù)據(jù)來選擇預硬鋼的淬透性。 具有良好的貝氏體淬透性鋼從實驗室中的 9號試驗鋼中選擇，它的化學成分是。它比 C45鋼具有更好 的切削性能 [9]。 預硬鋼成功的生產(chǎn)在工廠是根據(jù)實驗室里產(chǎn)生的 8號鋼為基礎(chǔ)的。它的組織