[01123776]新一代低膨胀系数轮胎模具用合金研发与应用

由于轮胎模具使用的合金材料大多为国外进口,进口的合金材料不仅价格昂贵,在购买的时候往往受到诸如市场、运输、双边关系等各种因素的影响,容易受制于人,国内现有的材料也存在各种问题,质量还不过关,本课题正是在这种背景下建立的,主要目的是研制一种可以在大气下熔炼、具有较好的铸造性能和机械加工性能的低膨胀轮胎模具合金。 本项目的研究目标主要为解决三个问题：一是制备出低膨胀系数的轮胎模具用合金用于特殊轮胎的生产;二是开发新型的轮胎模具合金,减少对国外（主要是日本和美国）该种材料的严重依赖;三是降低不断开发出轮胎模具合金的成本,实现在国内的推广,为企业创造价值的同时,推动国内轮胎模具制造行业的发展。同时,本项目还研究了低膨胀合金添加增强相制备低膨胀复合材料的新方法,在保证合金的低膨胀系数的同时,对合金的硬度、耐磨、耐腐蚀性能等方面进一步进行了探索,保证了该种合金材料制备的轮胎模具的使用强度和寿命。 本项目在Fe-36Ni低膨胀因瓦合金的基础上,对Fe-Ni二元系、Fe-Ni-Si-C四元系、Fe-Ni-Co-Si-C 五元系合金进行系统的研究,针对轮胎模具的使用性能和加工性能,研究了在真空和大气下熔炼、铸造性能,测定了不同加工条件和热处理条件下合金的线膨胀系数。发现Fe-Ni 二元系合金在大气下熔炼,经过复合脱氧后具有较好的铸造性能,并且具有最小的线膨胀系数（20～200℃）。从Fe-Ni 二元系合金中优选出一种合金（成分在申请专利前暂不列出）,对该合金进行机械加工和焊接加工试验,发现该合金具有一定的机械加工性能和优异的焊接性能。经过多次重复试验和小型模具的试制,发现该合金性能稳定,是大型模具用低膨胀精密合金的优异候选材料。并且研究用C粉和Ti粉原位自生TiC增强因瓦合金基复合材料试样的平均屈服强度。