挤压模磨削和线切割裂纹分析及消除措施VIP免费

第35卷第6期2006年12月有色金属加工NONFERROUSMElIALSPROCESSINGVOI．35NO．6December2006挤压模磨削和线切割裂纹分析及消除措施王荣滨(南弯工具厂，江西南昌330002)摘要：有色金属挤压模，在磨削和线切割加工过程中，因种种原因会出现各种形式的裂纹。较浅的裂纹可在后续机械研磨抛光时去除，但较深的裂纹无法去除，致使模具成为废品，增加生产成本。分析裂纹形成原因，采取有效措施消除磨削和线切割裂纹，对于提高挤压制品质量和经济效益有重要意义。关键词：有色金属；挤压模；磨削裂纹；线切割裂纹；裂纹分析；措施；探伤方法中图分类号：TG375i41文献标识码：A文章编号：1671—6795(2006)06—0025—041挤压模磨削裂纹分析与消除措施模具磨削瞬间产生的表面拉应力超过材料断裂强度时，便会在被磨削表面产生鱼鳞状、波纹状、纤维状、条状和辐射状裂纹。裂纹较浅，深约0．5mlTl。2．0ntm，长约2nlrll一20lllnl，分布在磨削表面上，磨削裂纹与磨削方向垂直。磨削表面瞬间拉应力的大小取决于热应力、组织应力和形变应力的综合作用。热处理工艺和磨削工艺是产生磨削拉应力的关键因素。1．1热处理工艺与磨削裂纹的关系1．1．1模具钢中碳化物形态对磨削裂纹的影响模具钢中的碳化物≤3级、呈细小质点均匀分布于钢基体时，组织致密、连续性好，晶粒之间结合力强；热处理时能获得较理想的淬火组织，经充分回火后热应力与组织应力较小，磨削时不易产生磨削裂纹。模具钢中的碳化物>3级时，随着碳化物级别增大，碳化物呈大颗粒状、带状、块状、网状和堆集状，不均匀分布也愈加严重；热处理淬火时产生脆性大、韧性低的针片状孪晶马氏体和不稳定的残余奥氏体组织，存在较大的热应力、组织应力和显微裂纹；磨削时，在磨削热作用下易产生应力集中，加上晶界结合力较弱，形成沿晶界(碳化物分布区)的磨削裂纹。1．1．2热处理过热组织对磨削裂纹的影响模具钢经正常退火、正火或调质预处理后，一般获得球状珠光体或回火索氏体预处理组织。这种组织具有淬火畸变小、淬裂倾向小、淬火加热温度较宽、淬火残余奥氏体较少等特点，因此磨裂倾向较小。然而，若操作失误或仪表失灵跑温，淬火加热温度过高时，会造成晶粒粗大，出现粗片状或粗索氏体过热组织，导致最终淬火组织为硬而脆的针片状孪晶马氏体。形成该组织时，因相互交叉撞击而产生显微裂纹。在磨削力作用下，显微裂纹扩展成龟裂。当最终淬火组织为隐晶马氏体或板条马氏体时，热应力与组织应力小，残余奥氏体少，组织较稳定，晶粒之间结合力强，不易产生磨削裂纹。因过热组织溶解大量的碳和合金元素，降低了马氏体转变开始点(Ms)，淬火后有大量残余奥氏体，若回火不充分，在磨削热作用下，残余奥氏体发生马氏体相变，体积胀大，产生大的内应力，导致磨裂。1．1．3渗碳层碳浓度对磨削裂纹的影响模具钢中淬火马氏体的膨胀收缩量随含碳量增加而增大，也更易磨裂。渗碳淬火钢中，渗碳层中的残余奥氏体因磨削热而转变为二次淬火马氏体，形成大的表层拉应力，加速磨削裂纹产生。生产实践表明，若渗碳层中碳的质量分数控制在0．85％～1．0％、碳化物为1～2级、奥氏体晶粒不小于8．5级、残余奥氏体为2～3级、渗碳层中碳浓度由表至内平缓降低，能显著改善渗碳层组织与磨削性能，减小热应力与组织应力，有效避免因模具渗碳产生的磨削裂纹。1．1．4淬火钢回火不充分对磨削裂纹的影响过热组织和高碳高合金淬火钢有大量残余奥氏体。这种组织极不稳定，在回火或冷处理时转变为二次淬火马氏体，产生新的内应力。若回火不及时或回火不充分，致使残余奥氏体转变及应力消除不充分，孪晶淬火马氏体中的显微裂纹得不到“焊合”，在磨削热作用下残余奥氏体转变成新的淬火马氏体，并且产生新的内应力，与磨削应力叠加，产生磨削裂纹，并使原淬火孪晶马氏体中的显微裂纹扩展成宏观裂纹，严重时使模具成为废品，造成经济损失。1．I．5预防措施把好模具材质关，钢材经检验合格后方可投产；万方数据26有色金属加工第35卷模具钢宜选用电渣重熔钢、真空熔炼钢和多次精炼钢；模具钢应进行充分锻造，达到碳化物不大于3级(最佳1～2级)，变不均匀碳化物脆性相为强化相而产生质的飞跃...