Page 86 - 理化检验-化学分册2017第八期
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金林奎, 等: ２５１０ 钢塑料模具滑块座端面开裂剥落失效分析
３ 结论及建议
该 ２５１０ 钢塑料模具滑块座表面失效模式为疲
劳开裂; 开裂的原因是材料中的带状及网状碳化物
分布较严重, 使材料强度显著降低, 脆性明显增大,
特别是螺纹孔螺牙部位经过电加工, 产生了白亮色
的脆性变质层, 最终造成滑块座于螺纹孔端面处发
生开裂剥落失效.
图 １６ 网状碳化物形貌
对模具 的 原 材 料 必 须 严 格 执 行 进 货 检 验 制
Fi g 敭１６ Mor p holo gy ofthenetworkcarbide
度.对于高 碳 工 具 钢 材 料, 还 必 须 检 验 原 材 料 的
偏析引起的, 在各枝晶之间和晶体二次轴之间富集
共晶碳化 物 不 均 匀 度, 各 项 指 标 均 检 验 合 格 后 方
碳和合金元素, 从而引起材料成分和组织的不均匀
可接受.
性.这种钢锭或连铸坯经热轧后, 高碳、 高合金元素
为了改善模具材料性能和产品质量, 还必须对
区域沿轧制方向被拉长, 在钢材中形成了带状碳化
材料进行充分揉锻, 尽可能打碎带状及块状碳化物;
物.带状碳化物是从奥氏体中析出的二次碳化物,
并控制好锻后冷却速率, 避免产生沿晶脆性的网状
超标的带状碳化物对钢的组织和力学性能均有严重
碳化物.
危害, 淬火后材料组织和硬度不均匀, 力学性能呈现
对于采用电加工的零件, 应进行低温回火, 消除
出明显的各向异性.
电加工变质层的脆性及零件表面的拉向应力, 延长
在电加工的瞬时高温和工作液的快速冷却作用
零件的疲劳寿命.
下, 零件表面经线切割后形成变质层, 增加了表面拉
应力, 并产生显微裂纹等缺陷, 严重影响模具的制造 参考文献:
质量和使用寿命.电加工是利用瞬间放电能量的热
[ １ ] 蔡美良 ． 新编工模具钢金相热处理[ M ] ． 北京: 机械工
效应, 使工件材料熔化、 蒸发达到尺寸要求的加工方
业出版社, １９９８．
法.由于电加工的工作液多采用具有介电作用的液 [ ２ ] 樊东黎, 徐跃明, 佟 晓 辉 ． 热 处 理 工 程 师 手 册 [ M ] ． 北
体, 因此在电加工过程中还伴有 一定的电解作用. 京: 机械工业出版社, ２０１１．
电加工时的热效应和电解作用, 通常使加工表面产 [ ３ ] 蒋佩华, 王蔚, 王慧, 等 ．１２．９ 级内六角圆柱螺栓断 裂
生一定厚度的变质层, 变质层的厚度随脉冲电流的 失效分析[ J ] ． 理 化 检 验 Ｇ 物 理 分 册, ２０１３ , ４９ ( ８ ): ５５２Ｇ
增大而变厚, 从而导致电加工的模具容易发生早期 ５６０．
[ ４ ] 林际熙 ． 金属力学性能检验人员培训教材[ M ] ． 北京:
开裂失效, 缩短模具的使用寿命.
由于带状碳化物的影响, 螺纹孔距端面的 ４ 个 冶金工业出版社, １９９９．
[ ５ ] 金林奎, 陈晓东, 赵建国, 等 ．４０Cr钢齿轴的断裂原因
螺牙齿顶都已经断裂.在螺栓拧紧的拉向应力以及
分析[ J ] ． 理化检验 Ｇ 物理分册, ２０１５ , ５１ ( １１ ): ８２７Ｇ８２９ ,
服役过程中弹簧产生的交变应力作用下, 螺纹孔端
８３２．
口螺牙底槽处的电加工变质层首先产生剥落, 成为
[ ６ ] 吴连生 ． 机械装备失效分析图谱[ M ] ． 广州: 广东科技
疲劳裂纹源.在弹簧推动的交变应力作用下, 疲劳
出版社, １９９０．
裂纹沿螺纹孔的四周扩展延伸, 形成同心圆疲劳贝 [ ７ ] 刘昌祺, 藏锁海, 范洪云 ． 模具的热处理和表面硬化技
壳纹推进线, 当其扩展到应力峰值时, 裂纹便会快速 术[ M ] ． 北京: 机械工业出版社, １９９２．
扩展直至螺纹孔端面发生整体开裂 [ ７ ] .
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