探討脈沖電流對(duì)h13熱模具鋼球化退火組織和性能的影響(編輯修改稿)
2025-07-27 01:14 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 微鏡試驗(yàn)過程經(jīng)過老師的指導(dǎo)選取脈沖電壓為800伏，脈沖頻率是50HZ，通電脈沖時(shí)間是20min。.圖2 箱式電阻爐示意圖 與脈沖電場(chǎng)發(fā)生器連接的放置工件的裝置在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中，我做的題目中所用的脈沖發(fā)生器是大功率的，一個(gè)問題，怎么讓脈沖發(fā)生器與這個(gè)裝置在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行連接，普通的帶皮導(dǎo)線比皮絕緣層承受不了爐內(nèi)的高溫，后來我采用了老師的意見，用兩根鐵絲作為連接裝置焊接在放置工件上。 制作SXZ—25—12高溫箱式電阻爐的爐門由于需要接入導(dǎo)線并且由于設(shè)備條件有限原有爐門的保溫性不太好，因此在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，所有的實(shí)驗(yàn)所用的材料和設(shè)備上所需要的補(bǔ)充，我都要親手去做，譬如這個(gè)爐門，就用了快三天的時(shí)間才把它做出來，步驟如下，我們先把爐門的具體尺寸測(cè)量出來，然后按尺寸進(jìn)行裁剪。剛開始裁的時(shí)候尺寸把握的不到位裁壞幾個(gè)，由于實(shí)驗(yàn)中要用到兩個(gè)SXZ—25—12高溫箱式電阻爐，所以必須做出兩個(gè)完全配合的兩個(gè)爐門，所用的材料是石棉，石棉中含有玻璃絲，因此在制作過程中還要注意安全，以免發(fā)生不必要的傷害，這點(diǎn)是必須注意的。 預(yù)磨機(jī)預(yù)磨機(jī)是一種濕式磨光機(jī)，它利用各種不同粒度的抗水砂紙，對(duì)各種金屬及其合金的試樣進(jìn)行拋光。采用本預(yù)磨機(jī)，除以機(jī)械磨光代替手工操作提高制備試樣的效率以外，還能完全除去試樣切割過程中產(chǎn)生的塑性變形和表面加熱痕跡，供進(jìn)一步拋光后進(jìn)行組織的顯微測(cè)定。預(yù)磨機(jī)在工作時(shí)，將清水不斷注入旋轉(zhuǎn)的磨盤中，抗水砂紙?jiān)谙旅娴乃螂x心力的作用被拋出盤外，砂紙?jiān)诖髿鈮旱淖饔孟驴梢宰杂傻厣炜s從而緊貼在磨盤上，因而無須將砂紙粘結(jié)或夾緊，使用及更換十分方便。預(yù)磨機(jī)由鋁鑄件構(gòu)成的底座、磨盤、和塑料壓制的磨光罩及蓋等基本部件組成，底座上安裝有兩個(gè)磨盤，可供兩人同時(shí)操作。 金相試驗(yàn)拋光機(jī)金相試驗(yàn)拋光機(jī)適用于對(duì)經(jīng)磨光后的金屬材料進(jìn)行拋光，可獲得光亮如鏡的金屬表面，供在顯微鏡下觀察與測(cè)定金相組織。拋光機(jī)由焊接支架、工作臺(tái)面、拋光盤、拋光織物、拋光罩及開關(guān)盒等基本元件組成。工作臺(tái)面上安裝有兩個(gè)拋光盤，可供兩人同時(shí)操作，使用十分方便。 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)都置于工作臺(tái)面下部，通過固定片與臺(tái)面連接。固定拋光盤用的錐套通過螺釘與電動(dòng)機(jī)軸相連。拋光織物通過套圈緊固在拋光盤上，電動(dòng)機(jī)的起?？煞謩e由安裝在開關(guān)盒上的開光進(jìn)行控制，電機(jī)起動(dòng)后，便可用手對(duì)試樣施加壓力在轉(zhuǎn)動(dòng)的拋光盤上進(jìn)行拋光。拋光過程中加入的拋光液可通過固定在臺(tái)面上的塑料盤中的排水管排出。拋光罩及蓋可防止灰塵及其它雜物在機(jī)器不使用是落在拋光盤上而影響使用效果。但是在試驗(yàn)時(shí)應(yīng)該注意的是操作要標(biāo)準(zhǔn)、正確，真正做到安全操作。 金相顯微鏡金相顯微鏡是主要用來觀察金相組織的專業(yè)儀器，同時(shí)可以觀察不透明物體表面的狀態(tài)。具有穩(wěn)定性好、成像清晰、分辨率高、視場(chǎng)大而平坦的特點(diǎn)。鑒別和分析各種金屬和合金的組織結(jié)構(gòu)，可以廣泛地應(yīng)用在工廠或?qū)嶒?yàn)室進(jìn)行鑄件質(zhì)量的鑒定。原材料的檢驗(yàn)或原材料處理后金相組織的研究分析等工作。 實(shí)驗(yàn)過程球化退火時(shí)要綜合考慮爐子大小，裝爐量，工件尺寸等因素對(duì)試驗(yàn)誤差的影響，有關(guān)手冊(cè)中的經(jīng)驗(yàn)公式可供參考。退火冷卻溫度對(duì)碳化物形狀基本影響不大，可是對(duì)碳化物的彌散程度；冷卻速度大，其彌散程度也大。一般生產(chǎn)中多選用20℃～50℃/h的冷卻速度，冷卻到500℃～600℃后出爐空冷。將材料切割成Ф10mm 100mm的試樣6根。試驗(yàn)用設(shè)備為箱式加熱電爐和脈沖電場(chǎng)發(fā)生器。選取脈沖電壓為800V，頻率為50Hz。將脈沖電場(chǎng)發(fā)生器金屬導(dǎo)線按順序分別連接在預(yù)先做好的放置工件的裝置的金屬鐵絲上，并把工件試樣放入放置工件的裝溫2置中，然后連同工件和裝置一并裝入箱式加熱爐內(nèi)加熱至（820℃）經(jīng)5min 后施加脈沖20min，保3h, ,等溫后隨爐冷至550℃左右出爐空冷。然后按同樣的加熱方法實(shí)現(xiàn)施加脈沖電壓不同時(shí)間的球化退火工藝，工藝曲線圖如圖4所示。 圖3 H13 模具鋼脈沖球化退化工藝曲線圖本次實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容就是探討脈沖電流對(duì)H13熱模具鋼球化退火組織和性能的影響的組織和性能分析，具體的處理方式有以下幾種：一、正常熱處理；二、3A電流下進(jìn)行脈沖處理；三、5A電流下進(jìn)行脈沖處理，7A電流下進(jìn)行脈沖處理，9A電流下進(jìn)行脈沖處理。這集中處理方法只是電流大小的要求不同，不同的脈沖電流將對(duì)在退火處理金屬材料的組織有一定的影響。5 工藝過程本次實(shí)驗(yàn)是用SXZ—25—12高溫箱式電阻爐進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的， 通電20min保溫 棒料放入爐中加熱至850℃磨平拋光觀察組織測(cè)試硬度爐冷至550℃出爐空冷 圖6 圖題？把所有的前序工序都的做好，比如工件的制備，電阻爐爐門的制作等等。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前還的檢查電路是否接好？電路是否通電等一些問題，等這些問題都解決了，我就開始做實(shí)驗(yàn)，首先把工件放入到預(yù)先做好的裝置中，然后把裝好工件的裝置放入到電阻爐內(nèi)，接好電路，打開電源進(jìn)行加熱，并加熱至820℃后，通入脈沖電場(chǎng)，時(shí)間為20min，隨爐冷卻至550℃后出爐空冷，接下來就是對(duì)試樣進(jìn)行組織和硬度的觀察和測(cè)試?，F(xiàn)在我就對(duì)試樣的組織觀察和硬度的測(cè)試做以下陳述：出去試樣表面的氧化層后，用HR—1500洛氏硬度測(cè)試機(jī)進(jìn)行硬度測(cè)試，記錄試樣的硬度值，然后再把試樣端面在預(yù)磨機(jī)把進(jìn)行預(yù)磨，磨好后再用金相試驗(yàn)拋光機(jī)進(jìn)行拋光，接下就是在金相顯微鏡觀察試樣的組織，所有的工藝內(nèi)容就這些，實(shí)驗(yàn)是多次才能完成的，除正常處理的式樣外，其它試樣之后按照同樣的加熱方法施加不同電流大小的脈沖球化退火工藝處理。6 金相顯微試樣的制備利用金相顯微鏡，把專門制備的碳鋼試樣放大100～1500倍后進(jìn)行觀察，以研究?jī)?nèi)部組織和缺陷的方法，稱為金相顯微分析法。金相顯微鏡下所觀察到的金相組織，稱為“顯微組織”（或“金相組織”）。金相顯微分析可以顯示金屬材料內(nèi)部的組織特征，測(cè)定金屬晶粒的大小，鑒定金屬中的非金屬夾雜物，測(cè)定化學(xué)熱處理滲層的深度，因此它是研究金屬材料最基本的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。 金相顯微試樣的制備金相顯微分析時(shí)，要在金相顯微鏡下觀察到所研究的金屬材料的組織，必須將其制成專門的“金相顯微試樣”。金相顯微試樣的制備過程包括：取樣、鑲樣、磨光、拋光、侵蝕等工序。 侵蝕鋼鐵材料常用的侵蝕劑為3～4%硝酸酒精溶液或4%苦味酸酒精沉淪。侵蝕時(shí)間應(yīng)適當(dāng)，時(shí)間太短則侵蝕不足，組織不能充分顯示；時(shí)間過長(zhǎng)，則試樣表面過于發(fā)暗，組織也顯示不清。侵蝕后應(yīng)立即用清水沖洗，用吹風(fēng)機(jī)吹干。這樣制的金相試樣即可在顯微鏡下進(jìn)行觀察。試樣侵蝕后之所以能顯示內(nèi)部的組織，主要是侵蝕劑與試樣表面之間產(chǎn)生了化學(xué)溶解作用及電化學(xué)作用。對(duì)于兩相或兩相以上的合金來說，侵蝕主要是一個(gè)電化學(xué)腐蝕過程。合金中的兩個(gè)組成相具有不同的電極電位，在侵蝕劑中兩相之間就形成了無數(shù)對(duì)“微電池”，具有較高正點(diǎn)位的相成為陰極，在正常電化學(xué)作用下不受侵蝕，保持原有的光滑平面；具有較高負(fù)電位的相成為陽(yáng)極，而易迅速溶入侵蝕劑中，因此使試樣表面呈凸凹不平。當(dāng)光線照射到此凸凹不平的表面時(shí)，由于各處光線反射的程度不同，在顯微鏡下就能觀察到不同的組織和
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