脉冲磁场力作用下的模具失效原因分析

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1、制造技术研究2013年2月第1期脉冲磁场力作用下的模具失效原因分析张文忠罗峰刘权王玉萍（首都航天机械公司，北京100076）摘要：结合生产实际情况，对不同的模具材料、不同的处理方法、不同的硬度指标的模具，在磁脉冲磁场力的冲击下进行了寿命检测试验，分析了在脉冲磁场力作用下影响弹簧校形所用模具的使用寿命原因，提出了提高模具寿命的解决办法。实际结果表明，在磁脉冲磁场力的作用下，适当降低模具硬度，提高抗冲击韧性，有利于模具寿命的提高。关键词：磁脉冲；校形；模具；寿命FailureAnalysisofMouldUndert

2、hePulsedElectromagneticForceZhangWenzhongLuoFengLiuQuanWangYuping(CapitalAerospaceMachineryCompany,Beijing100076)Abstract：Combinedtheactualproduction,thispaperinturducesthelifetestsofmouldwithdifferentmaterials,methodsandhardnessundertheimpactofthepulsedelect

3、romagneticforce.Itanalysesthefactorsofinfluencingthelifeofmouldwhichusedinthespringbulging,andputforwardthesolutionstoimprovethemouldlife.Theactualresultsshowthat,undertheactionofthepulsedelectromagneticforce,itisbenefitforimprovingthemouldlifewithreducingthe

4、hardnessofthemouldandincreasingthetoughnessofanti-impact.Keywords：electromagneticpulses；bulging；mould；life＃＃1引言普遍使用45钢、T8A和Cr12MoV。45钢为优质碳素结构钢，易于切削加工，价格便宜，热处理调质后磁脉冲成形是一项特种塑性加工技术，具有高能可以获得较高的强度和韧性，常用于制造结构简单寿率、单模、成形效率高等特点。俄罗斯、日本、美国命要求不高的模具。T8A碳素工具钢，经淬火回火后等发达国家在航

5、空航天、汽车等领域广泛应用，制造可得到较高的硬度和耐磨性，常用于制造简单的模出了一些常规方法很难加工的零件和组件，如管杆连具。Cr12MoV是一种高碳高铬莱氏体钢，淬火后尺寸接、汽车传动轴等。我国的磁脉冲技术近年来在航天变化小，是应用十分广泛的冷作模具钢，且有较高的领域得到迅速发展，用磁脉冲方法加工了舱外航天服韧性，常用于制作形状复杂的模具。上某些零件，航天发动机上具有复杂形状和特殊要求磁脉冲技术的研究和应用在国内尚处于起步阶的波形弹簧、波纹管等零件，显示出了磁脉冲技术本段，对于磁脉冲技术所使用的模具的研究并不深

6、入，[1～3]身所特有的高能率、小回弹的特点和优势。然而，关于模具寿命的研究很少。本文结合铍青铜弹簧实际磁脉冲成形过程中，由于脉冲磁场力的作用，毛坯高生产中遇到的模具寿命问题，用不同的模具材料进行速撞击模具而完成成形，模具受损失效成为批量生产了寿命试验，对失效原因进行了分析，并采取了相应中的关键问题。的措施，提出了今后研究的方向。对于冷成形用模具，在常规冲裁、拉深工艺中，作者简介：张文忠（1963−），研究员，压力加工专业；研究方向：钣金成形技术，磁脉冲成形技术。收稿日期：2011-05-3044制造技术研究航天

7、制造技术2试验材料和试验条件2.1模具结构和材料图1所示为铍青铜波形弹簧校形用模具。图2所示为铍青铜波形弹簧，材料牌号为QBe2-1/2CY，硬度为HV＞340，σb=1360MPa，σs=1230MPa，δ10=4.5%。图2铍青铜波形弹簧＃用45、T8A和Cr12MoV三种材料进行了试验。模具硬度指标见表1。表2列出了三种材料的热处理参数。表1试验条件序号模具材料硬度要求实际硬度＃145HRC42～46HRC46.82T8AHRC48～52HRC563Cr12MoVHRC52～58HRC57.14Cr12Mo

8、VHRC48～52HRC50.1图1模具形状表2热处理参数淬火回火材料牌号加热温度/℃冷却介质硬度加热温度/℃冷却介质＃830～850300～36045水HRC45空气保温60min保温90～120min780～800310～370T8A水HRC48～52空气保温60min保温90～120min950～1040500～520Cr12MoV(1)油HRC52～58空气保温9