Page 64 - 理化检验-物理分册2018第四期

DOI : １０．１１９７３ / lh jy Ｇwl２０１８０４００９

H１３ 钢注塑热流道喷嘴断裂失效分析

欧海龙 １ ２ ,金林奎 １ ２ ,邹文奇 １ ２ ,廖森梁 １ ２ ,黄持伟 １ ２

( １． 广东省东莞市质量监督检测中心,东莞 ５２３８０８ ;
２． 国家模具产品质量监督检验中心,东莞 ５２３８０８ )

摘 要: 采用宏观检验、 化学成分分析、 硬度检测、 金相检验等方法对某 H１３ 钢注塑热流道喷嘴
在装配过程中发生断裂的原因进行了分析.结果表明: 该热流道喷嘴断裂主要是由于零件在氮碳
共渗处理时, 渗氮层内的氮势过高使其内孔螺牙表层开裂和剥落, 造成零件在装配时发生脆性断
裂; 同时内孔螺纹底槽圆角半径极小, 应力集中程度显著增大, 增加了零件开裂的倾向; 热流道喷嘴
外表面的加热带在焊接加工后, 未进行去应力退火处理, 使材料的强韧性大幅度降低, 进一步增加
了零件脆性开裂的倾向; 热流道喷嘴的设计硬度偏高, 虽然材料的强度提高了, 但其韧性也会有所
降低.最后针对上述断裂原因提出了改进措施.
关键词: 热流道喷嘴;氮碳共渗;脉状组织;应力集中;去应力退火;脆性断裂
中图分类号: TG１４７ 文献标志码: B 文章编号: １００１Ｇ４０１２ ( ２０１８ ) ０４Ｇ０２７６Ｇ０４

FractureFailureAnal y sisonanH１３SteelIn j ectionMoldin gHotRunnerNozzle

１ , ２
１ , ２
OUHailon g １ , ２ , JINLinkui , ZOU Wen q i , LIAOSenlian g １ , ２ , HUANGChiwei １ , ２
( １．Guan g don gDon gg uanQualit ySu p ervisionTestin gCenter , Don gg uan５２３８０８ , China ;
２．NationalMoldProductQualit ySu p ervisionandIns p ectionCenter , Don gg uan５２３８０８ , China )

Abstract : Thecausesoffractureoccurrin g intheassemblin gp rocessofan H１３steelin j ection moldin ghot
runnernozzle wereanal y zedb y macrosco p ictest , chemicalcom p ositionanal y sis , hardnesstest , metallo g ra p hic
examinationandsoon．Theresultsshowthatthefractureofthehotrunnernozzlewasmainl ycausedb ythehi g h
nitro g enp otentialinthenitridedla y erwhenitwasnitrocarburized whichledtothecrackin gands p allin gofthe
screwsurfaceandresultedinthebrittlefractureofthe p artdurin g assemblin g ．Atthesametime , thefilletradiusof
thebottomg rooveofinnerholescrew wasver ysmallandthestressconcentrationde g reewasg reatl yincreased ,
whichalsoincreasedthecrackin g tendenc yofthep arts．Theheatin gzoneonoutersurfaceofthehotrunnernozzle
wasnotsub j ectedtostressreliefannealin g afterweldin gp rocess , whichg reatl y reducedthestren g thandtou g hness
ofthematerialandfurtherincreasedthebrittlecrackin g tendenc y ofthe p arts．Thedesi g nhardnessofthehotrunner
nozzlewasratherhi g h , whichcouldincreasethestren g th , butthetou g hnessofthematerialwasalsodecreased．
Finall y , im p rovementmeasureswerep utforwardaccordin g tothefracturereasons．
Ke y words : hotrunnernozzle ; nitrocarburizin g ; veinstructure ; stressconcentration ; stressreliefannealin g ;
brittlefracture

H１３ 钢系美国 AISI / SAE 标准钢材牌号, 具有 较高的强度和硬度、 高的耐磨性和韧性、 优良的综合
高的淬透性和抗热裂性能, 属于热作模具钢.该钢 力学性能以及较高的抗回火稳定性.热流道喷嘴包
具有较高含量的合金元素, 在高温下仍然能够保持 括开放式和针阀式两种类型, 然而无论是开放式喷
嘴还是针阀式喷嘴, 都需要具有耐高温和高压的性
能, 一般热流道喷嘴材料选择 H１３ 钢, 并进行规范
收稿日期: ２０１７Ｇ０５Ｇ２５
的热处理和加工.某由 H１３ 模具钢制造的注塑热
基金项目: 广东省东莞市产学研合作项目( ２０１５５０９１０５００２９４ )
作者简介: 欧海龙( １９７１－ ), 男, 高级工程师, 硕士, 主要从事国 流道喷嘴, 在装配过程中发生断裂.为了查找事故
发生的原因, 避免类似失效的再发生, 笔者对该热流
家模具产品监督检验及管理工作, ohl＠ g dd q t．com
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