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產(chǎn)品推薦

鋅合金壓鑄才剛開始量產(chǎn)
,壓鑄模具為啥就斷裂了

來源: 譽(yù)格壓鑄    人氣:4926    發(fā)布時(shí)間: 2021-03-05 

在壓鑄模具設(shè)計(jì)中,尤其是凸模由于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

,最易受損

壓鑄模具高度尺寸為300mm,材質(zhì)為Cr12MoV

,使用硬度為HRC58~62,加工工藝流程為下料→鍛造→車加工→攻絲→熱處理→回火→磨削
。該壓鑄模具在首次投入使用中,鋅合金壓鑄的工件達(dá)到300時(shí)
,突然斷裂。

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現(xiàn)場檢查

壓鑄模具斷裂以后,根據(jù)凸模斷裂的原因進(jìn)行現(xiàn)場分析檢查

,檢查了凸凹模間隙、模具壓力機(jī)的工作臺與導(dǎo)軌的垂直度
、模具的安裝等方面,結(jié)果表明
,一切指標(biāo)正常
。因此初步懷疑凸模內(nèi)部組織或熱處理有問題。


檢驗(yàn)分析

(1)硬度檢驗(yàn) 在現(xiàn)場用手持式里氏硬度計(jì)對斷裂凸模進(jìn)行硬度試驗(yàn)

,結(jié)果顯示硬度符合要求

(2)化學(xué)成分分析 從失效件取樣作化學(xué)成份分析

,結(jié)果化學(xué)成份符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對Cr12MoV的要求

(3)斷口觀察 斷口較為齊平

,色澤灰亮,組織顆粒比較粗大
,斷口處無塑性變形,匹配斷面能良好地吻合一致
,在斷裂面靠近中心孔處有滲油現(xiàn)象。用20倍放大鏡檢查
,發(fā)現(xiàn)在滲油處有微裂紋出現(xiàn),用線切割將斷裂凸模沿軸向割開
,一分為二
,發(fā)現(xiàn)中心孔表面有細(xì)小軸向裂紋。

(4)金相檢查 在斷裂凸?div id="4qifd00" class="flower right">

?拷牟?/4處取樣
,磨削拋光,用4%硝酸酒精浸蝕
,在100倍顯微鏡下觀察碳化物的不均勻度
,發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重的網(wǎng)狀碳化物存在,共晶碳化物呈變形網(wǎng)狀分布
,如圖2所示
,網(wǎng)狀碳化物級別大約為6級。在500倍下觀察
,金相檢查為回火馬氏體
、網(wǎng)狀碳化物及殘留奧氏體組織。

(4)原材料組織分析 對生產(chǎn)該凸模用的Cr12毛坯原材料進(jìn)行取樣分析

,結(jié)果表明:原村料內(nèi)部碳化物組織為4級,符合GB1299-85模具鋼標(biāo)準(zhǔn)

(5)熱加工工藝檢查 檢查壓鑄工藝記錄,溫度為:預(yù)熱溫度750oC

,加熱溫度1080~1120oC
,合模溫度1080oC,出模溫度870oC左右
,冷卻方式為氣冷。壓鑄時(shí)
,采取的是三向循環(huán)壓鑄方法
,即采用多方向
、多次數(shù)的反復(fù)鐓粗與拔長的方法,壓鑄比大于2
。以上記錄顯示壓鑄工藝沒有問題。

另外熱處理工藝為:加熱溫度1020±10oC

,油冷
,200oC回火二次
。熱處理工藝亦屬正常


斷裂原因探討

(1)網(wǎng)狀碳化物形成原因

由于網(wǎng)狀碳化物的形成只與壓鑄工藝有關(guān)

,與熱處理無關(guān)
,但記錄顯示壓鑄工藝是正確的,檢查控溫儀表一切正常
,因此初步分析網(wǎng)狀碳化物的形成與空氣錘噸位選擇有關(guān)
。再次檢查壓鑄工藝記錄,發(fā)現(xiàn)設(shè)備噸位選擇為250Kg空氣錘
,而非平常要求的750Kg空氣錘
,經(jīng)了解
,原來壓鑄那天750Kg空氣錘出現(xiàn)了故障
,于是就用250Kg空氣錘代用。由于引伸凸模是由Φ195的坯料改鍛而成
,材料厚實(shí)且重量較大,而250Kg空氣錘噸位偏小
,打擊能量不足
,鍛打不深不透,僅表面層以下較淺深度發(fā)生了足夠的變形
,經(jīng)過多次加熱后,心部質(zhì)量得不到改善
,反而惡化
,從而導(dǎo)致心部產(chǎn)生嚴(yán)重的網(wǎng)狀碳化物。

(2)軸向裂紋產(chǎn)生原因

由于拉伸凸模中間有螺孔

,在淬火時(shí)
,螺孔內(nèi)壁冷速最慢,這樣在內(nèi)表面組織應(yīng)力引起的切向拉應(yīng)力就很大
。另外
,原始組織中碳化物呈網(wǎng)狀分布,造成脆性增大
,淬火時(shí),內(nèi)應(yīng)力不能為材料塑變抵消
,引起淬火裂紋。

(3)凸模斷裂原因

綜上所述

,嚴(yán)重的網(wǎng)狀碳化物和細(xì)小的軸向裂紋是導(dǎo)致凸模在使用過程中突然斷裂的原因。

結(jié)語

Cr12MoV屬于萊氏體鋼

,鋼水結(jié)晶時(shí)析出的共晶碳化物極為穩(wěn)定
,常規(guī)熱處理無法細(xì)化。在較大規(guī)格的鋼材中
,一般仍會殘留明顯的帶狀或網(wǎng)狀堆聚的碳化物,對淬火變形
、開裂
、力學(xué)性能和壓鑄模具壽命影響很大。

為了阻止產(chǎn)生軸向裂紋