撫順特鋼H13模具鋼失效形式分析

時間：2019-03-12作者：中山市華氏模具鋼材有限公司瀏覽：124

　　撫順特鋼FT413(H13)模具鋼是**上廣泛使用的熱作模具鋼，具有良好的韌性和較好的熱強性、熱疲勞性能和一定的耐磨性。廣泛應(yīng)用于制造各種鍛模、熱擠壓模以及鋁、銅及其合金的壓鑄模。熱作模具鋼工作時承受很大的沖擊載荷、強烈的摩擦、劇烈的冷熱循環(huán)引起的熱應(yīng)力以及高溫氧化，常常出現(xiàn)崩裂、塌陷、磨損、龜裂等失效形式。

　　影響撫順特鋼FT413(H13)模具鋼失效形式的因素

　　撫順特鋼FT413(H13)模具鋼的失效形式——從材料、設(shè)計、制造和使用四個方面進行分析。

　　1.材料質(zhì)量

　　撫順特鋼FT413(H13)模具鋼由于采用了**的生產(chǎn)工藝，鋼質(zhì)純凈，組織均勻，偏析輕微，具有較高的韌性及熱疲勞性能。普通H13鋼組織中存在較多的非金屬夾雜物、碳化物偏析、中心疏松及白點等缺陷，在很大程度上降低模具鋼的強度、韌性及熱疲勞抗力，這就必須進行改鍛，以擊碎大塊非金屬夾雜，消除碳化物偏析，細化碳化物，均勻組織。

　　2.模具設(shè)計

　　設(shè)計模具時應(yīng)根據(jù)成形零件的材料和幾何尺寸確定模塊的外形尺寸，以保證模具的強度。此外，過小的圓角半徑、壁厚差懸殊的扁寬薄壁截面及孔、槽位置不合適等很容易在模具熱處理和使用過程中引起過大的應(yīng)力集中而出現(xiàn)裂紋。

　　3.制造工藝

　?。?）切削加工

　　切削加工的表面粗糙度對模具熱疲勞性能有很大影響，模具型腔表面不能留有刀痕、劃傷和毛刺。因為這些缺陷會引起應(yīng)力集中，誘發(fā)熱疲勞裂紋萌生。

　?。?）磨削加工

　　磨削過程中，局部摩擦生熱容易引起燒傷和裂紋等缺陷，并在磨削表面生成殘余拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致模具過早失效。磨削熱引起的燒傷可以使FT413(H13)模具表面發(fā)生回火直至生成回火馬氏體，脆性未回火馬氏體層會大大降低模具的熱疲勞性能。

　?。?）電火花加工

　　對于高合金化的FT413(H13)鋼，電火花加工形成的表面白亮層的顯微組織為初生馬氏體、殘余奧氏體和共晶碳化物，未回火的初生馬氏體存在大量顯微裂紋。FT413(H13)在工作中承受載荷時，這些顯微裂紋很容易發(fā)展為宏觀裂紋，導(dǎo)致模具易出現(xiàn)早期斷裂和早期磨損。FT413(H13)經(jīng)電火花加工后應(yīng)重新回火，以消除內(nèi)應(yīng)力，但回火溫度不要**過電火花加工前的較高回火溫度。

　　（4）熱處理工藝

　　合理的熱處理工藝可以使模具獲得所需要的力學(xué)性能，提高模具的使用壽命。但是如果因熱處理工藝設(shè)計不當或操作不當而產(chǎn)生熱處理缺陷，將嚴重危害模具的承載能力，引起早期失效，縮短工作壽命。熱處理缺陷有過熱、過燒、脫碳、開裂、淬硬層不均勻和硬度不足等。FT413(H13)在服役一定時間后，當積累的內(nèi)應(yīng)力達到危險的限度時，應(yīng)對模具進行去應(yīng)力回火，否則模具在繼續(xù)服役時會由于內(nèi)應(yīng)力引起開裂。

　　4.模具使用與維護

　　（1）模具的預(yù)熱

　　撫順特鋼FT413(H13)模具在工作前應(yīng)充分預(yù)熱。預(yù)熱溫度過高，模具在使用過程中溫度偏高，強度下降，易產(chǎn)生塑性變形，造成模具表面塌陷；預(yù)熱溫度過低，模具開始使用時，瞬間表面溫度變化大，熱應(yīng)力大，易萌生裂紋。

　　（2）模具的冷卻與潤滑

　　為減輕模具的熱負荷，避免模具溫度過高，通常在模具工作的間歇對其進行強制性冷卻，由此造成模具周期性的激熱、激冷作用將會產(chǎn)生熱疲勞裂紋。因此，模具使用結(jié)束后應(yīng)緩慢冷卻，否則將會出現(xiàn)熱應(yīng)力，從而引起模具的開裂失效。FT413(H13)鋼模具工作時可采用石墨含量為12％的水基石墨進行潤滑，降低成形力，保證金屬在型腔中正常流動和鍛件順利脫模；此外，石墨潤滑劑還具有散熱作用，可以降低FT413(H13)鋼模具的工作溫度。


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