星形套冷挤压模具失效分析及其工艺优化

发布时间：2017-09-23 10:19

  本文关键词：星形套冷挤压模具失效分析及其工艺优化

  更多相关文章： 模具钢 冷作模具 结构设计 组织 热处理

【摘要】：本文以某工厂星形套的冷挤压模具作为本文的研究对象,采用光学显微镜、扫描电子显微镜及硬度测试等方法,分析探讨了模具失效的主要原因,并提出改进措施。对于模具选用的原材料,显微组织观察发现,原材料中存在有脆性较大的氧化物以及硅酸盐类夹杂,夹杂物割裂了基体的连续性,降低了材料的力学性能,进而影响了模具的使用寿命,另外原材料中的碳化物分布不甚均匀,呈带状分布,带状分布的碳化物是裂纹产生的内在原因。提出以下建议：(1)对原材料进行检查,确保组织中存在较少的非金属夹杂物。(2)原材料进行改锻处理,打碎组织中存在的带状碳化物。原材料中存在带状碳化物,仅通过热处理很难改善碳化物形态。观察冷挤压模具显微组织发现,裂纹基本上沿着碳化物分布的方向扩展,有的碳化物直接分布在裂纹上。另外,对模具的晶粒度检查发现,有些区域出现了粗大晶粒,有些轻微过热,通过后期热处理工艺的优化,建议模具的热处理工艺由原来的1130℃淬火540℃回火,改为现在的1070℃淬火200℃回火。模具的结构也是影响模具使用寿命的主要原因之一,若模具存在明显的尖角或者厚度发生明显变化的截面都会引起应力集中,而检查模具的结构未发现此种问题,且模具采用组合模的方式,能够很好的解决模具径向开裂的问题。
【关键词】：模具钢 冷作模具 结构设计 组织 热处理
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG375.41
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-26
• 1.1 引言15
• 1.2 模具钢热处理15-18
• 1.2.1 普通热处理15-16
• 1.2.2 表面热处理16-17
• 1.2.3 化学热处理17-18
• 1.3 模具钢分类18-21
• 1.3.1 冷作模具钢18-20
• 1.3.2 热作模具钢20
• 1.3.3 塑料模具钢20-21
• 1.4 材料失效分析的解决办法21-22
• 1.5 失效分析的发展历程22-23
• 1.6 冷作模具失效形式及预防措施23-25
• 1.7 星形套的加工工艺25
• 1.8 本课题的研究内容与意义25-26
• 1.8.1 本课题的研究内容25
• 1.8.2 本课题的研究意义25-26
• 第二章 试验方法及工艺26-32
• 2.1 试验工艺路线26-27
• 2.2 试验材料选取27-28
• 2.3 试样的热处理28-29
• 2.3.1 退火工艺28
• 2.3.2 淬火和回火处理28-29
• 2.4 显微组织观察29
• 2.4.1 金相组织观察29
• 2.5 试样性能测试29-32
• 2.5.1 洛氏硬度检测29-30
• 2.5.2 拉伸强度测试30
• 2.5.3 冲击韧性测定30
• 2.5.4 SEM和EDS的表征30
• 2.5.5 XRD测试30-32
• 第三章 星形套冷挤压模具失效分析32-41
• 3.1 星形套冷挤压模具生产工艺分析32-34
• 3.1.1 模具生产流程分析32-33
• 3.1.2 星形套冷挤压模具结构分析33-34
• 3.2 失效模具宏观状态分析34-36
• 3.3 失效模具显微组织分析36-40
• 3.3.1 原材料组织检查36
• 3.3.2 模具组织检查36-37
• 3.3.3 模具晶粒度测试37
• 3.3.4 模具断口处SEM分析37-38
• 3.3.5 模具材料成分分析38
• 3.3.6 星形套冷挤压模具热处理工艺分析38-40
• 3.4 模具失效原因探讨与改进措施40-41
• 第四章 不同回火温度对YXR3模具钢组织和性能的影响41-49
• 4.1 前言41-42
• 4.2 YXR3不同回火实验结果及分析42-48
• 4.2.1 力学性能分析42-43
• 4.2.2 原始组织分析与淬火后奥氏体晶粒检测43-44
• 4.2.3 组织及断口SEM及XRD图谱分析44-46
• 4.2.4 不同回火温度下金相显微组织分析46-48
• 4.3 结论48-49
• 第五章 不同淬火温度对YXR3模具钢组织和性能的影响49-63
• 5.1 前言49
• 5.2 YXR3不同淬火实验结果及分析49-62
• 5.2.1 力学性能分析49-55
• 5.2.2 不同淬火下的金相显微组织55-56
• 5.2.3 断口SEM及EDS能谱分析56-61
• 5.2.4 物相XRD分析61-62
• 5.3 结论62-63
• 第六章 结论63-64
• 参考文献64-68
• 硕士期间发表论文情况68

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本文编号：904701