wc-co硬质合金精密级进模断裂失效研究

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1、WC-Co硬质合金精密级进模断裂失效研究<电加工与模具)2007年第3期设计?研究WC-Co硬质合金精密级进模断裂失效研究黄珍媛,郭雷,周驰,阮锋(华南理工大学机械学院模具研究室,广东广州510640)摘要:对精密级进模常用材料WC—Co硬质合金进行了研究,对高速冲裁过程中磨损断裂的硬质合金级进模样件进行了金相观测和能谱分析,对比了模具工作表面在断裂前后组织结构和Co元素含量的不同,分析了硬质合金级进模磨损断裂的微观过程,得出的结论是CO元素的丢失是造成高速冲裁中硬质合金级进模磨损断裂的重要微观原因.关键词:精密级进模

2、;断裂失效;WC—CO硬质合金中图分类号:TG135+,5FractureFailureInvestigationofWC'CoCementedCarbidesPrecisionProgressiveDieHuangZhenyuan,GUOLei,ZhouChi,RuanFeng(SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China)Abstract:ThispaperstudiesthecharacteristicofWC一(cementedcarbideswhich

3、iStheoneofthemostimportantpreciseprogressivemateria1.ThescanningelectronmicroscopeisusedtoobservethemicrostructureandEDXanalysisisusedtodeterminethepercentagecompositionofCobaltbeforeandafterdiewearandfracturefailure.Theresearchanalyzesthemicroscopicprocedureofceme

4、ntedcarbidesprogressivedie,andshowsthattheCobaltlOSSofcementedcarbidesinhighspeedstampingistheimportantmicroscopicfactoraffectingthewearandfracturefailureofprogressivedie.Keywords:precisionprogressivedie;fracturefailure;WC—Cocementedcarbides级进模是精密冲压模具的代表,其高速,高效,高精度

5、的特点使得它在精密微小电子零件的生产制造中得到非常广泛的应用,而且越来越多的中大型零件也采用精密级进模进行制造.但这种高速,高精度,微小和大批量的工作要求也对模具的强度和耐磨性提出了挑战.模具磨损会降低产品精度和模具寿命,停机刃磨或模具断裂会延误工时,降低生产效率和增加生产成本,因此提高模具强度和耐磨性就意味着降低成本,提高生产效率0J.模具材料是决定模具强度和耐磨性的主要因素.造成模具失效的原因有很多,包括模具结构,模具加工工艺,模具的工作条件等,但归根结底,导致模具磨损断裂失效的直接因素还是材料本身的强度收稿日期:200

6、6—11—10基金项目:2004粤港关键领域重点突破项目(2004A10402002)第一作者简介:黄珍媛,女,1975年生,讲师,博士研究生.--——34--——和韧性等性能.硬质合金材料由于具有高强度,高韧性和高耐磨性而被广泛应用于精密级进模.随着对精密级进模冲压速度,冲压精度和模具寿命要求的提高,人们对硬质合金材料的要求也越来越高.国内外的研究者们正从各种角度对硬质合金级进模的磨损失效机理,原因及耐磨措施进行研究.其中大多数是从外部宏观因素的角度研究硬质合金级进模的失效问题J.本文通过金相检测试验,结合材料本身的性能,

7、从微观角度研究了WC—Co硬质合金级进模断裂失效的原因.1WC—Co硬质合金材料研究WC—Co硬质合金是采用粉末冶金方法生产的由难熔金属碳化物和粘结金属钴所构成的组合材料[63.钴是铁族元素之一,是制造硬质合金的胶结金属.由于CO对硬质相WC具有良好的润滑性和设计?研究<电加工与模具}2007年第3期粘结性,硬质相WC在Co中的溶解度较大,使WC—Co硬质合金具有高强度,高硬度,高耐磨性等优异的性能[.硬质合金的强度比其每个单个组元的强度要高得多J.对于这种现象,许多学者已作了很深入的研究,提出了一些大家基本认同的理论

8、解释.德国的Dawihl等学者提出了硬质合金骨架理论及其修改骨架理论J,他们认为硬质合金压块烧结时,碳化物颗粒形成互相连接的聚集体——骨架,骨架的间隙被互相贯通的粘结相Co填满,硬质合金所具有的性质皆由被Co相强化的碳化物骨架所致.该骨架理论还认为,当碳化物骨架强度足够时,Co相分布越均匀