H13钢模具失效分析及解决措施.pdf.pdf

~ .
钢模具失效分析及解决措施
山西乎阳重工机械有限公司侯马陈淑平
河南理工大学材料科学与工程学院焦作冀国良
是国际上广泛使用的热作模具力。钢根据质量一般被分为普通钢和优质
钢,它具有较高的热强度和硬度、高的耐磨性和韧性, 钢。优质钢由于采用了较先进的生产工艺,钢质纯
以及较好的耐热疲劳性能,广泛应用于制造各种锻模、净,组织均匀,偏析轻微,具有更高的韧性及热疲劳性
热挤压模,以及铝、铜及其合金的压铸模。热作模具钢能。普通钢则必须进行改锻,以击碎大块非金属夹
工作时承受很大的冲击载荷、强烈的摩擦、剧烈的冷热杂,消除碳化物偏析,细化碳化物,均匀组织。
循环引起的热应力及高温氧化,常出现崩裂、塌陷、
损和龟裂等失效形式。
设计模具时,应根据成形零件的材料和几何尺寸确
热作模具钢的化学成分见附表。
定模块的外形尺寸,以保证模具的强度。此外,过小的
热作模具钢的化学成分质量分数% 圆角半径、壁厚差悬殊的扁宽薄壁截面及孑、槽位置不
合适等,很容易在模具热处理和使用过程中引起过大的

应力集中而萌生裂纹。因此,在模具设计中要尽量避免
~.~ . ~.~ . ~ . ~
≤.≤. 尖角,孔、槽的位置应合理布置。
. . . . . .
.制造工艺
其化学成分特点是:
锻造工艺钢中合金元素含量较多,锻造
中碳,.% ~.% ,以保证高硬度、
时变形抗力较大,且材料的导热性能较差,共晶温度较
高韧性和较高的热疲劳抗力。
低,稍不注意就会过烧。因此,加热时应在~
加入较多提高淬透性的元素、、。
区间预热,然后再加热至始锻温度~。为击
可以改变钢在凝固时所形成的氧化物的性质和形状,避
碎大块非金属夹杂,消除碳化物偏析,细化碳化物,均
免在晶界上形成低熔点的,而以具有一定塑性的
匀组织,锻造时要反复镦粗拔长,总锻比。在锻造后
存在,从而消除硫的有害影响,改善钢的热加
的冷却过程中,材料有产生淬火裂纹的倾向,易在心部
工性能;和可以提高回火稳定性。
产生横向裂纹,冈此钢锻后应进行缓慢冷却。
加入产生二次硬化的元素、,能防止第二
切削加工切削加『二的表面粗糙度对模具热疲
类回火脆性,提高回火稳定性。
劳性能有很大影响,模具型腔表面应获得较低的粗糙度,
一
、失效影响因素不能留有刀痕、划伤和毛刺。这些缺陷易引起应力集中,
钢模具的失效问题是一个复杂的技术难题,可诱发热疲劳裂纹萌生。因此,在加工模具时复杂部位圆
以从材料、设计、制造和使用个方面来分析。角半径过渡处要防止留有刀痕,孑、槽边缘和根部的毛
.化学成分和冶金质量刺要打磨掉。
钢属于过共析合金钢类型,组织中存在较多的磨削加工磨削过程中,局部摩擦生热容易引
非金属夹杂物、碳化物偏析、中心疏松及白点等缺陷, 起烧伤和裂纹等缺陷,并在磨削表面生成残余拉应力,
这在很大程度上降低了模具钢的强度、韧性及热疲劳抗从而导致模具过早失效。磨削热引起的烧伤可以使
参磊工热加工垫塑堡蕉箜塑誓誓
. .
圜;..垫生坠.
模具表面发生回火直至生成回火马氏体,脆性未回火马免模具温度过高,通常在模具工作的间歇对其进行强制