模具失效案例分析

2011-10-21模具失效案例分析1Cr12型鋼制冷作模具失效案例分析材料10801班陳磊第一頁，共十二頁。2011-10-21模具失效案例分析2Cr12型鋼的材料特性Cr12型鋼作為高碳高鉻鋼,是冷作模具鋼系、列中的主要鋼種,多年來在制造業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。Cr12型鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)特點(diǎn)是含有1.3~2.3C和11~13Cr。Cr12型鋼所具有的硬度高、耐磨性高、熱處理畸變小和承載力大的特點(diǎn),使其能在相當(dāng)大程度上滿足冷作模具的服役要求,因而常常用來制作冷沖模、落料模、切邊模、拉絲模、冷模、冷擠壓模以及粉末冷壓模等多種模具。第二頁，共十二頁。2011-10-21模具失效案例分析3本文選取若干典型案例對Cr12型鋼制冷作模具常見失效類型和失效原因進(jìn)行分析研究。通過對失效模具的宏觀檢查、金相分析、斷口分析以及共晶碳化物的評判等,分析和討論模具失效的原因。案例選擇第三頁，共十二頁。2011-10-21模具失效案例分析4Cr12MoV鋼制模板殘件外觀和斷口宏觀形貌圖長度約占模板橫向長度3/5的裂紋人字形開裂花紋殘件外觀斷口宏觀形貌第四頁，共十二頁。2011-10-21模具失效案例分析5鋼模板試樣縱向(a)和橫向(b)磨面的金相顯微組織(a)鋼中共晶碳化物呈輕度的帶狀偏析(b)共晶碳化物呈連續(xù)和半連續(xù)的扁平網(wǎng)狀分布第五頁，共十二頁。2011-10-21模具失效案例分析6顯微組織分析上述共晶碳化物形狀大多呈細(xì)長條狀和小塊狀,塊度差別不大。而碳化物棱角已有較好程度的圓鈍化,說明其淬火加熱較為充分。圖2顯示,材料的顯微組織為隱針馬氏體+較大量的殘留奧氏體+呈帶狀(縱向)及連續(xù)和半連續(xù)的扁平網(wǎng)狀偏析的條塊狀共晶碳化物以及沿晶析出的點(diǎn)粒二次碳化物。但同時(shí)從上述組織中也觀察到,此Cr12鋼制冷作模板存在回火不足現(xiàn)象。第六頁，共十二頁。2011-10-21模具失效案例分析7補(bǔ)充回火試驗(yàn)為了確認(rèn)材料回火不足的程度,特做補(bǔ)充回火試驗(yàn)。根據(jù)模板熱處理方法提供的熱處理工藝(模板經(jīng)1040攝氏度加熱淬火,510攝氏度回火3次,每次3h),確定在510攝氏度做補(bǔ)充回火試驗(yàn)。一個(gè)試樣于510攝氏度補(bǔ)充回火3h,另一個(gè)試樣不作補(bǔ)充回火，再在模板斷口附近制取第三個(gè)試樣,將此試樣進(jìn)行兩次補(bǔ)充回火(均為510攝氏度、3h)。第七頁，共十二頁。2011-10-21模具失效案例分析8試樣未經(jīng)補(bǔ)充回火(a)、經(jīng)一次(b)和二次補(bǔ)充回火(c)的顯微組織奧氏體量逐步減少,回火馬氏體持續(xù)得到轉(zhuǎn)變……。補(bǔ)充回火試驗(yàn)表明,模板材料確實(shí)存在比較嚴(yán)重的回火不足現(xiàn)象。第八頁，共十二頁。2011-10-21模具失效案例分析9分析與討論Cr12MoV鋼制模板原始組織中存在明顯的共晶碳化物連續(xù)和半連續(xù)網(wǎng)狀偏析,以致材料內(nèi)部存在相當(dāng)程度的內(nèi)應(yīng)力,而碳化物對材料基體的割裂作用明顯增強(qiáng),從而使材料的強(qiáng)度有所降低,同時(shí)存在一定的脆性斷裂敏感傾向。模板在熱處理過程存在比較嚴(yán)重的回火不足現(xiàn)象,材料中的殘留奧氏體量較多,以致磨削時(shí)易于誘發(fā)馬氏體轉(zhuǎn)變,組織應(yīng)力增加,材料脆性斷裂的傾向明顯增大。第九頁，共十二頁。2011-10-21模具失效案例分析10分析與討論此模板磨削時(shí)進(jìn)刀量過大,尤其是在模板的中部一時(shí)產(chǎn)生大量的、集中的磨削熱使模板局部表面發(fā)生多次重復(fù)性的淬火現(xiàn)象,導(dǎo)致組織應(yīng)力大為增加;加上磨削應(yīng)力的疊加,進(jìn)一步造成表面局部應(yīng)力復(fù)雜化,引致磨削裂紋的產(chǎn)生。模板的斷裂發(fā)生于模板的中間部位，有翹曲畸變,斷口的中間部位出現(xiàn)人字形花紋,印證了模板中間部位在超載荷復(fù)雜應(yīng)力作用下的斷裂過程。第十頁，共十二頁。2011-10-21模具失效案例分析11結(jié)束謝謝第十一頁，共十二頁。內(nèi)容總結(jié)2011-10-21。2011-10-21。理畸變小和承載力大的特點(diǎn),使其能在相當(dāng)大程。模、冷擠壓模以及粉末冷壓模等多種模具。見失效類型和失效原因進(jìn)行分析研究。碳化物的評判等,分析和討論模具失效的原因。(b)共晶碳化物呈連續(xù)和半連續(xù)的扁平網(wǎng)狀分布。及連續(xù)和半連續(xù)的扁平網(wǎng)狀偏析的條塊狀共晶碳化物。為了確認(rèn)材料回火不足的程度,特做補(bǔ)充回火試驗(yàn)。補(bǔ)充回火試驗(yàn)表明,模板材料確實(shí)存在比較嚴(yán)重的回火不足現(xiàn)象?；镞B續(xù)和