圆管铝型材挤压模具失效分析及其热处理工艺优化
【图文】：
图1圆管截面(a)及其凸模三维图(b)Fig.1Sectionaldimensionofcirculartude(a)and3Dmodelofpunch(b)图2模桥部位裂纹Fig.2Crackonbridge1模具失效特征用残骸分析法对H13钢失效凸模的分流桥裂口进行分析，其有以下特征。(1)脆裂。如图3所示的裂纹分支方向，在A点位置处断口形貌较平坦，无剪切唇的特征形貌，沿着箭头所指方向，扩展断口宏观形貌比较平整且粗糙，基本上无宏观塑性变形或宏观塑性变形较小，呈脆性断裂的形态特征。脆性断裂的主要原因与材料本身塑性低等因素有关［6－9］。在模具的断口表面，还看到多处如图4所示的开裂区，具有这些特征形貌的脆性断裂可能是由回火脆性引起的［10］。图3脆性裂纹Fig.3Brittlecrack图4断口开裂区形态Fig.4Morphologyoffracturecrackarea(2)硬度高、塑性低。图5为失效模具裂纹处材料试样拉伸断口形貌。从拉伸断口形貌发现，断口纤维区较窄，放射区较宽，剪切层较浅，在高倍扫描电镜下观察断口呈准解理脆性开裂特征。性能检测发现断面收缩率为30.7%，硬度为53.7HＲC，超出了铝型材挤压模具的设计要求，这种断口形貌和硬度高塑性低的性能是模具开裂的诱因［11］，很大程度由不当的淬火温度引起。(3)存在未溶碳化物。在高倍数的光学显微镜下发现基体中存在着大小不等的夹杂物，如图6所示。在扫描电镜下进行能谱分析，分析结果如图7所示。从能谱分析中可以看到，夹杂物以Mo、Cr、V的碳化物形式出现，某些区域还出现块状和堆集状碳化物。Mo、Cr、V元素形成的M23C6、M6C和MC型碳化物溶解度较高，如果淬火加热温度不高，这些碳化物不能得到充分溶解，反而成为材料缺第2期徐永礼等:圆管铝型材挤压模具失效分析及其热处理工艺优化117
图1圆管截面(a)及其凸模三维图(b)Fig.1Sectionaldimensionofcirculartude(a)and3Dmodelofpunch(b)图2模桥部位裂纹Fig.2Crackonbridge1模具失效特征用残骸分析法对H13钢失效凸模的分流桥裂口进行分析，其有以下特征。(1)脆裂。如图3所示的裂纹分支方向，在A点位置处断口形貌较平坦，无剪切唇的特征形貌，沿着箭头所指方向，扩展断口宏观形貌比较平整且粗糙，基本上无宏观塑性变形或宏观塑性变形较小，呈脆性断裂的形态特征。脆性断裂的主要原因与材料本身塑性低等因素有关［6－9］。在模具的断口表面，还看到多处如图4所示的开裂区，具有这些特征形貌的脆性断裂可能是由回火脆性引起的［10］。图3脆性裂纹Fig.3Brittlecrack图4断口开裂区形态Fig.4Morphologyoffracturecrackarea(2)硬度高、塑性低。图5为失效模具裂纹处材料试样拉伸断口形貌。从拉伸断口形貌发现，断口纤维区较窄，放射区较宽，剪切层较浅，在高倍扫描电镜下观察断口呈准解理脆性开裂特征。性能检测发现断面收缩率为30.7%，硬度为53.7HＲC，超出了铝型材挤压模具的设计要求，这种断口形貌和硬度高塑性低的性能是模具开裂的诱因［11］，很大程度由不当的淬火温度引起。(3)存在未溶碳化物。在高倍数的光学显微镜下发现基体中存在着大小不等的夹杂物，如图6所示。在扫描电镜下进行能谱分析，，分析结果如图7所示。从能谱分析中可以看到，夹杂物以Mo、Cr、V的碳化物形式出现，某些区域还出现块状和堆集状碳化物。Mo、Cr、V元素形成的M23C6、M6C和MC型碳化物溶解度较高，如果淬火加热温度不高，这些碳化物不能得到充分溶解，反而成为材料缺第2期徐永礼等:圆管铝型材挤压模具失效分析及其热处理工艺优化117
【作者单位】： 广西水利电力职业技术学院机电工程系;广西大学材料科学与工程学院;广西玉林坤达机械制造有限责任公司;
【基金】：广西自然科学基金资助项目(2013GXNSFAA019303) 广西有色金属及特色材料加工重点实验室开放课题基金项目(GXKFJ12-04)
【分类号】：TG375.41;TG156
【参考文献】
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【共引文献】
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【二级参考文献】
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本文编号：2547569
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