得到如下結果:

(1)通過新型VC燒結模具鋼材料的組織特征和熱處理工藝進行研究,得到兼具高熱導率和高耐磨性能的熱沖壓用VC燒結模具鋼材料。新型熱沖壓VC燒結模具鋼最佳熱處理工藝為:1080℃奧氏體化后淬火加640℃回火2h二次回火。熱處理后硬度約53HRC、平均沖擊功182J、熱導率可達46W/m·k、在620℃條件下保溫20h后室溫硬度約46HRC,比傳統的熱沖壓VC燒結模具鋼H13、CR7V、HTCS-130和DIEVAR分別高出17HRC、13HRC、10HRC和7HRC。

(2)新型熱沖壓VC燒結模具鋼在高溫回火過程中析出大量的二次碳化物。當回火溫度大于560℃時,回火組織中析出M2C型碳化物;當回火溫度高于600℃后析出MC型碳化物VC;當在620℃長時間回火后M2C型碳化物轉化為M6C型碳化物;而當回火溫度高于660℃時,其碳化物為M6C和VC。

(3)新型熱沖壓VC燒結模具鋼在實驗條件下具有較H13鋼更低的摩擦系數和更好的高溫耐磨性能。新型熱沖壓VC燒結模具鋼良好的高溫耐磨性能源于其氧化性和良好的熱穩定性能。高的氧化性能有利于其在摩擦過程中生成較多的氧化物,有益于摩擦氧化層的形成和生長;而良好的熱穩定性能使其在高溫下為摩擦氧化層提供良好的支撐作用來達到減磨的作用。高氧化性能和良好的熱穩定性擴展了新型熱沖壓鋼的輕微氧化磨損溫度區間,使其在400-700℃溫度范圍內以輕微氧化磨損機制為主。

(4)新型熱沖壓VC燒結模具鋼中的碳化物由于高溫摩擦的作用在摩擦氧化層下形成碳化物層,此碳化物層可為摩擦氧化物層提供格外的支撐作用,推遲了摩擦氧化層向基體的生長、使其在高溫下形貌完整并維持在較高的厚度。新型熱沖壓VC燒結模具鋼高溫摩擦氧化層未出現大量的裂紋,不出現大尺寸氧化物塊的脫落,而是在氧化層表層以小尺寸的氧化物顆粒形式剝落,表現出低磨損率。

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