Cr12 MoV钢冷冲模失效分析.pdf

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1、第４０卷第７期Ｖｏｌ畅４０Ｎｏ畅７２０１５年７月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＪｕｌｙ２０１５Cr12MoV钢冷冲模失效分析１１１１２金燊超，赵先锐，李妮，戴晟，张建宇（１．台州学院物理与电子工程学院，浙江台州３１７０００；２．温岭市天工工量刃具科技服务中心有限公司，浙江温岭３１７５２７）摘要：Ｃｒ１２ＭｏＶ钢冷冲模凸模在制造过程中发生了断裂失效。采用直读光谱仪、金相显微镜、洛氏硬度计、体视显微镜和扫描电镜等方法对Ｃｒ１２ＭｏＶ钢冷冲模凸模的材料成分、显微组织、硬度和断口形貌等进行检验分析。结果

2、表明，材料中存在严重的碳化物聚集和大块角状碳化物。原材料组织不均造成淬火组织应力过大，组织应力与随后磨削过程中产生的磨削残余应力综合作用，最终导致冷冲模开裂。关键词：Ｃｒ１２ＭｏＶ钢；冷冲模；断裂失效；淬火；大块碳化物中图分类号：TG142．25文献标志码：A文章编号：0254-6051（2015）07-0189-05FailureanalysisonCr12MoVsteelcoldpouchingdie１１１１２ＪｉｎＳｈｅｎｃｈａｏ，ＺｈａｏＸｉａｎｒｕｉ，ＬｉＮｉ，ＤａｉＳｈｅｎｇ，ＺｈａｎｇＪｉａｎ

3、ｙｕ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴａｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＴａｉｚｈｏｕＺｈｅｊｉａｎｇ３１７０００，Ｃｈｉｎａ；２．ＴｏｏｌｓａｎｄＣｕｔｔｉｎｇＴｏｏｌｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＳｅｒｖｉｃｅｓＣｅｎｔｒｅｏｆＷｅｎｌｉｎｇＴｉａｎｇｏｎｇ，ＷｅｎｌｉｎｇＺｈｅｊｉａｎｇ３１７５２７，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＴｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｏｃｃｕｒｒｅｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅＣｒ１２ＭｏＶｓｔｅ

4、ｅｌｃｏｌｄｐｏｕｎｃｈｉｎｇｄｉｅ．Ｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｆｒａｃｔｕｒｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅＣｒ１２ＭｏＶｃｏｌｄｗｏｒｋｉｎｇｄｉｅｐｕｎｃｈｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｄｉｒｅｃｔｒｅａｄｉｎｇｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ，ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，Ｒｏｃｋｗｅｌｌｈａｒｄｎｅｓｓｔｅｓｔｅｒ，ｓｔｅｒｅｏｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅａｎｄｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏ

5、ｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｅａｒｅｇａｔｈｅｒｅｄａｎｄａｒｒｉｓ-ｂｌｏｃｋｉｎｔｈｅｓｔｅｅｌ．Ｔｈｅｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｃａｕｓｅｓｔｏｏｍｕｃｈｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｔｒｅｓｓａｆｔｅｒｑｕｅｎｃｈｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓｃａｕｓｅｄｂｙｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｇｒｉｎｄｉｎｇｔｏｇｅｔｈｅｒｗｉｔｈｔｈｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｔｒｅｓｓｌｅａ

6、ｄｔｏｔｈｅｃｒａｃｋｉｎｇｏｆｃｏｌｄｐｏｕｃｈｉｎｇｄｉｅ．Keywords：Ｃｒ１２ＭｏＶｓｔｅｅｌ；ｃｏｌｄｐｏｕｃｈｉｎｇｄｉｅ；ｆｒａｃｔｕｒｅｆａｉｌｕｒｅ；ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ；ｂｌｏｃｋｃａｒｂｉｄｅｓＣｒ１２ＭｏＶ钢中铬元素含量高达１２％，属于高合金硬度及断口形貌等方面对失效Ｃｒ１２ＭｏＶ钢冷冲模凸模进钢，铬能够形成各种类型的碳化物，主要类型是Ｍ７Ｃ３行了分析，力图找出其开裂原因，为实际生产提供参考。型共晶碳化物，这种碳化物既能阻止晶粒长大，也是使得钢的耐磨性特别高的原因。Ｃｒ１２ＭｏＶ钢

7、铸态时的１模具失效情况及检验方法共晶碳化物为鱼骨状，该类型组织随着钢锭凝固速度Ｃｒ１２ＭｏＶ钢冷冲模凸模在磨削加工过程中开裂的减慢和锭型尺寸的增大而增多。虽然在锻轧生产中时，裂纹从头部向心部进行扩张，裂纹较粗大，占据凸鱼骨状共晶碳化物可以在某种程度上被破碎，但由于模长度的２／３，且只有一条主裂纹，裂纹方向平行轴锻轧工艺不合理，在钢中仍可能存在大块状的碳化物向，没有分叉，如图１所示。其加工过程为：模具原材颗粒和碳化物的不均匀分布，导致钢材的力学性能下料经锻造为毛坯，再经预前热处理（球化退火）后进行降。而碳化物

8、的聚集处和大块角状碳化物的存在处容淬火和回火，最后进行磨削精加工。该凸模在磨削加易产生应力集中，容易产生裂纹源，是引起模具发生脆工时，出现了开裂。淬火、回火工艺参数为５５０℃第一［１-６］断的重要原因。次预热，保温１０ｍｉｎ，８４０℃第二次预热，保温２０ｍｉｎ，某企业制造的Ｃｒ１２ＭｏＶ钢冷冲模凸模，在磨削加工在１０２０℃保温８ｈ，在油基淬火液中冷却至油温取出，过程中发生开裂，造成了经济损失。本文从成分、组织、随