当前,世界各国纷纷将哈尔滨20合金结构钢增材制造作为未来产业发展的新增长点,力争抢占未来科技和产业制高点。我国增材制造产业的发展阶段已从研发转向产业化应用,新设备、新技术、新材料、新应用程序不断推陈出新,越来越多的企业将增材制造作为产业升级和技术转型的方向。哈尔滨20合金结构钢增材制造技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件,相对于传统的材料去除——切削加工技术,是一种“自下而上”的制造方法。关桥院士提出了“广义”和“狭义”增材制造的概念,“狭义”的增材制造是指不同的能量源与CAD/CAM技术结合、分层累加材料的技术体系;而“广义”增材制造则以材料累加为基本特征,以直接制造零件为目标的大范畴技术群。
哈尔滨20合金结构钢5CrMnMo中加入Cr、Mn、Mo元素主要是提高钢的淬透性,尤其是共同作用时,淬透性提高极大。Cr、Mn、Mo元素可固溶于铁素体中起固溶强化作用,又可固溶于Fe3C中形成(Fe、Cr、Mo)3C,改善其硬度,提高钢的耐磨性。Cr、Mn、Mo元素共同作用显著提高钢的回火稳定性。哈尔滨20合金结构钢Mo元素可减少回火脆性和细化晶粒。由于Ni元素显著提高钢的淬透性、韧性与耐热疲劳性能,所以5CrMnMo钢与5CrNiMo钢相比,虽然强度不降低,但常温及较高温度下的韧性和塑性却降低很多,且淬透性和耐热疲劳性能也稍低。 另外,5CrMnMo钢中加入Mn、Mo元素,钢的过热敏感性稍大。此外,钢中存在Cr元素使钢产生一定的抗氧化性与耐蚀性。
哈尔滨20合金结构钢钢中气体由炉料、炉气、气氛进人,当冶炼时脱氧不良,沸腾排气不充分,则钢液中气体含量过量,凝集历程中,随温度低落,气体溶解度下降而由钢液中析出,造成里面气泡。当钢锭模壁湿润、锈蚀、涂料中含有水分或挥发性物质,在注人高温钢水时产生气体向钢锭上层分泌,造成皮下气泡。 哈尔滨20合金结构钢对策是:1)充分烘烤炉料与浇注系统; 2)冶炼时充分脱气,并接纳护卫浇注工艺; 3)高温分散、锻压焊合孔洞缺点;4)及时烧剥表面裂纹。
哈尔滨20合金结构钢某微型车曲轴锻件材料为40CrH(GB/T5216-2004),该锻件热处理技术要求,锻件经过调质处理后,金相组织在1~4级之间,硬度为241~285HBW。普通调质工艺为锻件成形后空冷至室温,然后加热至850℃,保温一定时间后在浓度为10%的PAG淬火剂中淬火,然后进行回火,在连续式调质线进行调质处理。哈尔滨20合金结构钢锻造余热淬火工艺为锻件成形后在淬火油中淬火,淬火后的锻件在连续式回火炉中集中进行回火。经检验,采用锻造余热淬火工艺生产,各种性能指标满足客户要求。采用余热淬火工艺生产,省去了普通调质的淬火加热工序,可节约淬火加热用电259kWh/t,同时简化了工艺,缩短了生产周期。
1)哈尔滨20合金结构钢重量范围大。锻件有小到几克至大到几百吨2)比铸件质量高。锻件的力学性能比铸件好,能承受大的冲击力作用和其他重负荷,所以,凡是一些重要的、受力大的零件都采用锻件。 对于高碳化物钢而言,锻件比轧材质量好。如高速钢轧材只有经过改锻后才能满足使用要求。特别是高速钢铣刀必须进行改锻。3)重最轻。在保证设计强度的前提下,锻件比铸件的重量轻,这就减轻了机器自身的重量,对于交通工具、飞机、车辆和字宙航撩器械有重要的意义。4)哈尔滨20合金结构钢节约原材料。例如汽车上用的静重17kg的曲轴,采用轧材切削锻造时,切屑要占曲轴重量189%,而采用模锻时,切屑只占30%,还缩短机加工工时1/6。