P20预硬塑料模具断裂原因分析

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1、上半月出版Casting·Forging·Welding金属铸锻焊技术P20预硬塑料模具断裂原因分析任丽宏,宗铎,侯彩云,张晨东(中国兵器科学研究院宁波分院,浙江宁波315103)摘要:采用热处理工艺,化学成分分析、力学性能、金相检验及综合分析等方法对P20模具断裂原因进行分析。结果表明:模具材料中硫化物夹杂含量较高且尺寸偏大,同时存在锻造时模具中产生的带状组织,二者共同作用导致模具断裂。关键词:P20;硫化物夹杂;带状组织;断裂中图分类号:TG111.91文献标识码:A文章编号:1001-3814(2010)13-0187-03CrackFailureAnalysisofP20Pre-h

2、ardenedPlasticDieRENLihong,ZONGDuo,HOUCaiyun,ZHANGChendong(NingboBranch,ChinaAcademyofOrdnanceScience,Ningbo315103,China)Abstract:ThecrackfailureofP20diewasanalyzedbyheattreatmentprocess,chemicalcompositionchecking,mechanicalproperties,metallographyinspection.Theresultsshowthattherearelargecontent

3、sofsulphidesinclusionswithhighersizeinthediematerial.Thelamellarstructurealsoexistsinthedie.Thecombinationofthemleadstothecrackofthedie.Keywords:P20;sulphidesinclusion;lamellarstructure;crack某模具加工厂生产制造的塑料模具,材料牌号(850±10)℃,油淬,淬火时油温控制在80℃以下;出3Cr2Mo,为预硬塑料模具钢。生产工艺:冶炼→轧制油后,在4h内回火,回火工艺(620±10)℃,水冷。→下料→锻造

4、→调质热处理→粗加工→精加工成2理化检验型。模具投入生产后,服役1000模,发生断裂,出现早期失效,为了找出模具断裂原因,本文对该模具的2.1化学成分分析热处理工艺、化学成分、力学性能、金相组织进行了经化学成分分析,模具化学成分如表1所示,对分析研究。照GB/T1299-2000技术要求知,该模具化学成分在标准值范围内,说明该模具材料为3Cr2Mo。1热处理工艺表1化学成分分析结果(质量分数,%)预硬塑料模具的宏观形貌如图1所示。将模具Tab.1Chemicalcompositionofmaterial(wt,%)装入650℃的热处理炉进行加热,热处理工艺为CSiMnCrMoSPNi实验值

5、0.350.650.851.750.450.0200.0201.00.28~0.20~0.60~1.40~0.30~0.85~标准值≤0.030≤0.0300.400.801.002.000.551.152.2硬度检测2.2.1里氏硬度测定根据GB/T17394-1998《金属里氏硬度试验方[1]法》标准测定模具热处理后的里氏硬度值为:698、700、700HLD。图1预硬型模具宏观形貌2.2.2洛氏硬度测定Fig.1Macro-morphologyofthehardenedplasticsdie根据GB/T230.1-2004《金属洛氏硬度试验第一收稿日期:2010-03-09[2]部分

6、:试验方法》标准测定模具断裂后试块上的洛作者简介:任丽宏(1969-),女,内蒙古包头人,工程师,长期从事理化检氏硬度值为:28.0、28.5、28.0HRC。所测硬度值全部测工作;电话:0574-87902349;E-mail:zongduo574@163.com符合热处理工艺的技术要求。《热加工工艺》2010年第39卷第13期187金属铸锻焊技术Casting·Forging·Welding2010年7月2.3金相检验2.3.1非金属夹杂物在模具断裂部位截取金相试样,试样经粗磨、据GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的[3]细磨、粗抛、精抛后,先不经浸蚀,在MEF4型光学

7、测定标准评级图显微组织检验法》标准评定非金金相显微镜上观察非金属夹杂物,随后用4%硝酸属夹杂物级别:球状氧化物D1级、硫化物A2.0级,酒精溶液浸蚀,继续观察其显微组织。见图2。2.3.2金相组织低杂质含量的合金结构钢,称为预硬型塑料模具2.3.2.1带状组织钢,此钢最适宜制作形状复杂的大、中型精密塑料据GB/T13299-1991《钢的显微组织评定方法》[4][5]模具。这种钢是将热加工的模块,预先进行调质处标准C系列

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