成型工艺（铸造、粉末冶金）对 W12Cr4V5Co5高速钢组织性能影响 毕业设计
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开题报告题目: 成型工艺（铸造、粉末冶金）对 W12Cr4V5Co5 高速钢组织性能的影响01、毕业设计（论文）综述1.1 题目背景及研究意义传统冶金的发展已趋成熟，从矿石中提取金属或金属化合物，用各种加工方法将金属制成具有一定性能的金属材料。传统的工艺将金属熔炼成液态然后经行浇注最终成为我们所需要的零部件。熔炼金属需要大量的燃料，在此过程中需要控制加热的温度、保温的时间以及冷却的方式，这些因素都影响着最终金属组织及晶粒的大小从而影响金属的质量。用传统冶金工艺可以大批量的生产，但在浇注一些特殊的铸件时由于铸件形状的因素会导致冷却不均匀而使晶粒的大小不均匀，在浇注过程中由于热应力而引起的缺陷称为膨胀缺陷，有夹砂结疤、鼠尾、沟槽、毛刺。由于型壁发生移动对铸件的尺寸精度、缩孔、缩松有很大的影响。铸型在金属液的作用下会产生大量的气体不能及时排除就会在铸件中形成气孔。近些年来，由于一些新技术的兴起，如机械合金化、粉末注射形、温压成形、喷射成形、微波烧结、放电等离子烧结、自蔓延高温合成、烧结硬化等，使粉末冶金材料和技术等到了各国的普遍重视 1，其在超导材料、纳米材料、高磁性材料、生物工程材料、超硬材料、超微机械、梯度材料等出现高技术领域得到广泛的应用 2。粉末冶金生产技术发展迅速，产品应用领域不断扩大，成为现代工业重要的组成部分。粉末冶金具有节能、省材、精度高、一次成型无需二次加工的优点，粉末冶金零件的压制是一个关键的工序，在压制过程中，由于种种原因会产生压制缺陷，常见的压制缺陷有密度不均匀、分层、裂纹、掉边掉角等缺陷 3。缺陷的产生可谓防不胜防，即使生产了多年的产品也会有各种缺陷，从而导致制品的批量报废。不管是传统冶金还是粉末冶金在当今的社会中应用广泛，人们对其优缺点的研究对实际的生产有着重要的意义。1.2 国外研究现状在过去的几年里北美的粉末冶金工艺得到了长足的发展，这主要得益于北美的粉末冶金技术的发展与提高、生产设备和生产工艺的革新以及粉末冶金制品在汽车中的不断增加等因素 4。2001 年 9 月美国金属粉末工业联合与美国能源部工业技术办公室征得美国一些大学、研究机构和企业的意见后联合制订了美国粉末材料和粉末冶金工业近、中和长期发展规划 5。欧洲是继北美之后的第二大粉末冶金生产工业区，生产技术先进，管理体制较完善。意大利目前是欧洲粉末冶金发展最快的国家，其金属货运量位居欧洲第三位。和其它国家相比，意大利粉末冶金工业分配领域有所不同，它的粉末冶金产品并不主要局限于汽车行业，在最近几年里，用于汽车中的粉末冶金零件占总的粉末冶金产品的 50%左右 6。与欧美相比，亚洲粉末冶金的整体水平比较落后，但从历史来看亚洲粉末冶金工业历史较长，并且具有一定的生产基础，发展速度快。日本的粉末冶金工业发展在亚洲一直处于领先地位，目前，日本的粉末冶金生产厂家约达上百家，年销售额共达 10 亿美元。粉末冶金作为一种3新技术，以其独特的优越性越来越受到是人的重视，欧美及日本在生产规模及发展速度上均处于遥遥领先的地位 7，我国与他们的差距相差甚大。要扭转这种情况，中国应该加强人才培养，加大对高精度自动化设备的投资，加快对外交流，努力提高产品的性能和精度 8。在传统冶金工艺原有的基础上，国外一些学者发现超声波的振动能大大的强化传质过程，能够活化固体表面，加速反应 9。超声波在金属的铸锭、清洗、焊接等发面投入应用改善工件的物理性能和机型性能，尽管超声波能强化冶炼过程、细化晶粒、提高产量，但目前对于超声波的复杂性，人们对其机理尚知之不多，加上缺乏合适的设备，因而超声波的应用还有一小段距离，随着科学的发展，设备进步，超声波的应用前景是光明的 10。1.3 国内研究现状我国粉末冶金在解放前除了能生产一点硬质合金外，几乎是一篇空白。解放初期随着我国工业的恢复和发展，逐步建立了少数几个生产磁性材料、硬质合金、钨钼制品以及铜基制品的车间和生产厂。我国的粉末冶金发展很快，特别是经过无产阶级文化大革命的有力推动，我国的粉末冶金更为迅速。现在形成工业规模的生产能力，在国民经济中发挥越来越重要的作用 11。我国的粉末冶金工业能采用多种制粉方法制取上百种的黑色金属及合金粉末、难溶金属及其化合物粉末、有色金属及其化合物粉末、贵重与稀有金属粉末以及包复粉末等。这些粉末，一部分是粉末冶金工业的原料，另一些是机械、化工、半导体、原子能、航空以及宇航等许多工业部门的重要材料。我国粉末冶金从无到有，从小到大地发展成为一门初具规模的新兴工业，成为我国社会主义建设所不可缺少的一个部分 12。1.4 对比总结传统冶金需要把金属熔炼成液态，此过程需要大量的燃料，所需的温度较高。传统的冶金转变是将固态的金属熔炼成液态，然后浇注冷却使液态转变为固态。在凝固过程中需要一定的过冷度，它的凝固时的生长形态不仅与液-固界面的微观结构有关 13，而且取决于界面前沿液相中的温度分布情况有关，液固界面不可能保持平面状而会形成许多伸向液体的分枝形成树枝晶 14。凝固后为满足材料的性能要求，对其晶粒度也有着一定的要求，有时为了获得性能要求还需要细化晶粒。粉末冶金是节能、高效、环境友好、设和大批量生产的金属成形工艺又因其工艺特点 15，创造了一系列特殊性能和用途的新材，有着广阔的发展前景。但粉末冶金制备的材料含有残余孔隙 16，影响着材料的性能。传统冶金与粉末冶金在当今的社会中应用广泛，人们对其优缺点的研究使人们能够预防和控制着冶金过程中的缺陷，在生产材料时可以选择冶金方式来达到所需的要求，这对实际的生产有着重要的意义。建议我国加速粉末冶金发展的几点建议 17提高铁粉质量、增加铁粉品种。主要是要降低铁粉中的含氧量和含碳量。二次还4原工艺是提高还原铁粉的质量的有效措施。加强粉末冶金制品厂的技术改造，提高现有的生产水平。努力开发新产品。不断提高粉末冶金厂的经营管理水平与经济效益。大力宣传粉末冶金技术，推广粉末冶金制品的应用范围。 2、本课题研究的主要内容和拟采用的研究范围,研究主要内容和结论2.1 本课题研究的范围本课题研究的范围：1、了解铸造与粉末冶金两种工艺的过程；2、了解两种成型工艺各自的优缺点及其原因；3、查阅文献资料来比较用这两种工艺生产的 W12Gr4V5Co5 高速钢的性能、组织以及成本；4、查阅资料了解 W12Gr4V5Co5 高速钢的应用及前景。2.2 研究内容1、两种成型工艺生产的 W12Gr4V5Co5 高速钢的组织、性能及成本的区别；2、两种成型工艺生产的 W12Gr4V5Co5 高速钢对应用范围的影响。2.3 结论高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢，又称高速工具钢或锋钢，高速钢的工艺性能好，强度和韧性配合好，因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具，也可制造高温轴承和冷挤压模具等。除用熔炼方法生产的高速钢外又出现了粉末冶金高速钢，它的优点是避免了熔炼法生产所造成的碳化物偏析而引起机械性能降低和热处理变形。3 本课题研究的重点及难点,前期已开展工作前期的工作主要了解课题并且进行文献查阅，制定研究的范围和研究的内容，撰写开题报告。4 完成本课题的工作方案及进度计划(按周次填写)第 1-2 周 做前期准备，查阅相关资料，完成开题报告；第 3 周 开题答辩；第 4-7 周 完善研究范围及内容，并查阅大量的文献第 8 周 完成中期报告，中期答辩；第 9-10 周 对查阅到的资料经行总结分析，有不足之处，再继续查阅文献；第 11-12 周 对查阅到结果经行分析；第 13-14 周 整理研究结果并写出完整的毕业论文；第 15 周 毕业答辩。1指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）指导教师： 年 月 日 所在系审查意见：系主管领导： 年 月 日1参考文献1黄伯云,易键宏.现代粉末冶金材料和技术发展现状J.2007:1.2亓家钟,陈利民.粉末冶金新技术J.2004:23.3申小平,许桂生.粉末冶金压坯缺陷分析J.2012:1.4孙世杰,进年北美粉末冶金行业发展J.2002:13-14.5Schaefer D L, Trombino C J. State of the North American P/Mindustry-2004J,International Journal of powder Metallurgy ,2004,40(4):27-32.6Morandi O.The PM Industry in ItalyJ,Powder Metallurgy,2003,46(4):294-296.7RICHARD H S. New powder applicationsJ.Gear Solutions,2005(7):32-43.8郑雪萍,李平,曲选辉.世界粉末冶金行业的发展现状J.2005:6-9.9徐盛明,张传福,赵天从.超声波在火法冶金中的应用J.1996:225-227.10彭万金,超声波在冶金中的应用研究J.2008:135-138.11张廷楷.我国粉末冶金的现状与发展J.1986:66.12孙克云,丁传毅.我国粉末冶金工业炉的发展现状J.2008:37-39
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