扇齿轮(锻坯)切边模碎裂失效分析.pdf

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1、·模具材料及热处理技术．扇齿轮(锻坯)切边模碎裂失效分析陈义红。，杨凌平1．西安昆仑工业(集团)有限责任公司(陕西西安710043)2．济南汇九齿轮(集团)有限公司(山东济南250402)【摘要】对一种纺织机械上的扇齿轮(锻坯)切边模的失效进行了全面的剖析，提出了它的材料选择问题，设计问题、制造流程问题，以及热处理工艺问题，多种因素交织在一起，造成了切边模的非正常失效。关键词：扇齿轮；切边(凹)模；Cr124Ig；莱氏体钢；碳化物；热处理；金相组织分析中图分类号：TG391．7文献标识码：BFailureAnalysisofTrimmingDie

2、fortheFanGear(ForgingBillet)[Abstract】Inthispaper，ac。mprehens1。Veanalysis。fthefailure。fthetrimmingdie。fthefangear(forgi”g)inatextilemachineiscarried。ut．Themateria1selecti。n，thedesign，themanufacturingPr。cessandtheheattreatmentPr。cessareputforward．Avarietyfact。rsareintertwined，

3、resultinginthenonnormalfailureofthetrimmingdie．Keywords：fangear；trimmingdie；mierostruetureanalysis1引言图1所示为一纺织机械用扇齿轮，其坯件采用锻造成形，然后进行金属切削加工和制齿加工。在其锻件生产中，由于是一个异形件，锻件飞边问题很难从锻造(成型)模具上解决，所以，只好设计加工一套专门用于冲切锻件飞边的切边模2扇齿轮锻坯形态描述及实物照片图1为扇齿轮成品图，因为扇齿轮(锻坯)为一严重不对称型的异型锻件，受锻压过程热态金属流动性的AL影响，所以飞边大

4、而不均匀、不对称。飞边最厚位置的厚度达7mm左右，切边前，锻坯经等温正火，硬度在150HBW左右。图2和图3分别为扇齿轮(锻坯)切边前后的实物照片。阁1扇齿轮成品网·84·《模具制造》20l6年第1期·模41-材料及热处理技术·比较模具两次碎裂的金相组织中的碳化物形态扇弧两尖角处的有效壁厚，似乎是随心所欲给出的；和分布，不难发现，第二次碎裂的模具，由于热处理工第二次投料的模具，是否计算过这个切边模需要承载艺做了较大的改进，所以，其金相组织中的碳化物有多大的冲击力?即便是没有合适的可用材料，削足适一定改善：后者比前者显示的碳化物块细小一些，分履将就

5、也应该估算一下48mm厚的下模板是否能承受散一些；但碳化物的形状和分布状态的改善效果并不这个冲裁力。十分明显。这是因为，没有经过锻打和球化退火的原如此随意的模具选材和设计，对Crl2这种高级模始组织中那些粗大、密集的菊花状、鱼骨状、凤尾状的具钢简直就是暴殄天物。碳化物，仅仅在最终热处理的加热过程中几乎是不可4-3模具制造流程问题能得到很好改善或彻底消除的。这家企业的模具制造仿佛没有一个严谨的流程，如此大的模具，圆钢居然没有锻打，居然没有预备热4扇齿轮锻坯切边模两次开裂原因分析处理，尤其是高碳高铬的Crl2型莱氏体模具钢、高速4．1模具的选材问题钢

6、等，对于锻造和预备热处理是有严格要求的。一些后来，这个锻坯切边凹模，经两次非正常失效，再生产管理人员拍脑袋决策，擅自取消必要的加工工也折腾不起了，也没有价格昂贵的高级材料可供使用序，擅自更改工艺流程或缩减热处理工艺参数，看似了。经征询热处理工程师意见后，选择了50CrVA，经为生产所急，实际上犹如饮鸩止渴。热处理淬火+2次低温回火后，硬度控制在55～58HRC范围，至今已断续加工锻坯近2,000件，除进行两次必5Crl2钢的锻造及热处理要的刃磨，模具至今仍未发现异常情况。关于Crl2钢的锻造及热处理，作者过去多有论切边凹模选择50CrVA的原因：

7、述，可见((Crl2MoV二次硬化法淬火释疑》(模具制造，(1)材料价格便宜，锻造技术要求低，模坯锻造后2000，No．01)、((Crl2型模具钢的锻造、焊补及热处理》无需复杂的预备热处理。(模具制造，2000，No．11)、((Crl2型钢冷作模锻造质量(2)扇齿轮锻坯的切边是在等温正火后进行的，分析》(模具制造，2014，No．02)，这里不再深入讨论。经等温正火处理的20CrMnTi锻件硬度较低(150HBW左右)，模具无需太高的硬度。6结束语(3)50CrVA模具淬火只需要中温加热即可(而综上所述，扇齿轮(锻坯)切边凹模失效原因如下：C

8、rl2钢为高碳高铬莱氏体型冷作模具钢，必须高温加(1)模具制造流程无序、随意和混乱，模具选择材料与其制造流程不相容。热淬火)，工艺相对简