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                Stavax ESR鋼洗ぷ衣機面板模具開裂原因分析
                2019-03-13 09:31:21 來源: 作者: 【 】 瀏覽:1560次 評論:0

                金林奎1,2,歐海龍1,2,黃持偉1,2,阮育煌,3,鄒文奇1,2

                (1.廣東省東莞市質量監督檢測中心,廣東,523808;

                2.國家模具產品質量放心你事情办得好監督檢驗中心,廣東,523808;

                3.東莞市唉奕東電子有限公司,廣東,523808)

                摘要:對Stavax ESR鋼洗●衣機面板模具開裂失效件,進行理化檢測和分析。檢測結果表〗明,由於模具裂╲紋源已經破壞,難以確定裂紋的首要原因。模具他已经是尸首异处了開裂的內在原因,是由於組織中沿晶界殘留未溶顆粒狀及薄片狀事情碳化物,材料的強¤度急劇降低,脆〒性顯著增大,最終造成模具的早期開裂失效。模具在熱加工過⌒ 程中工藝不規範,碳化物沿晶界析出形成網狀碳化物。最終熱难道他有至高處理加熱保溫過程中,網狀碳化物經過固溶☆和聚集,形成未溶顆粒狀及薄片狀碳化物。熱處理加熱過■程的熱應力以及淬火過程的組織應力,在未溶顆粒狀及薄片狀碳化物周圍產在龙组生內裂紋。模具冷卻水孔于阳杰的機加工過程,使沿晶開裂特征的內裂紋顯露出來。模ω具服役承載時產生的工作應力,促使裂紋的進一步萌※生和擴展。

                關鍵詞:網狀碳化物;顆〗粒狀碳化物;薄片狀碳化物;熱應力;組織應力。

                Analysis of the causes of die cracking for Stavax ESR steel washing machine

                Jin Linkui1,2,Ou Hailong1,2, Huang Chiwei1,2,Ruan Yuhuang 3,Zou Wenqi1,2

                (1.Guangdong Dongguan Quality Supervision Testing Center, Dongguan 523808, China

                   2. National mold product quality supervision and inspection center, Dongguan 523808, China

                3. Midea group household air-conditioning division, foshan 528311, China)

                Abstract: The Stavax ESR steel washing machine panel mold cracking failure pieces, physical and chemical testing and analysis. The test results show that it is difficult to determine the primary cause of the crack because the mold crack source has been destroyed. The internal cause of the cracking of the mold is that the strength of the material decreases sharply and the brittleness increases significantly, resulting in the early cracking failure of the mold due to the residual insoluble granularity and flaky carbide along the grain boundary. Mold in the hot process is not standardized process, carbide precipitation along the grain boundary to form a network of carbide. The final heat treatment during heating and heating process, the network carbide through the solid solution and aggregation, the formation of undissolved granular and flaky carbide. Heat treatment The thermal stress during the heating process and the microstructural stress during the quenching process produce internal cracks around the undissolved granular and flaky carbides. Mold cooling water hole of the machining process, so that the characteristics of the cracks along the cracks exposed. Mold work load bearing the work stress, to promote the further initiation and expansion of the crack.

                Key words: Keywords carbide; particulate carbide; flaky carbide; thermal stress; tissue stress.

                中圖分類號:TG147    文獻標誌碼: B    文章編號:

                Stavax ESR鋼屬於耐↘腐蝕的模具鋼,它具有較高的耐腐蝕性和拋光性能,同時有優良的耐磨性和機加工性能♂。模具制品∏長期使用後,模腔表面仍然保持光滑狀態。由於該鋼種有較強的耐腐蝕性,模具可什么人能够跑得过汽车呢以潮濕的環境下存放和使用,不需要特別的保護。模具冷卻水道不受腐→蝕的影響,冷卻效率在Ψ 模具使用過程中保持穩定,確保模具穩定的成形效果♀。模具鋼在正常制造▂條件下,為了能夠得到所規定的質量要求,必須嚴格控走出了机场制材料中硫、磷元素的含量,並將錳元素含量保持在較低水▃平,以減少淬火過程的變形和開裂傾向。同時模具材料】的熱處理過程至關重要,它↓能保證模具制品的使用性能。

                1.宏觀檢查

                該模嘟嘟着嘴具失效件的材料一勝百公司提供的Stavax ESR塑料模具远在茅山鋼,並由該公司負責模具的熱處理加工。該模具的整體外形尺寸為長700mm×寬300mm×厚100mm,模具開裂『部位位於壁厚處的冷卻水孔邊緣。模具發生早期開裂失效〓後,材料及熱處理加工的廠家派員前來處理,並在模具開◥裂部位取樣進行檢測(見圖1)。在截取樣塊後的殘留部位,仍从其厚度来看然可以看到冷卻水孔邊緣的裂紋,該裂紋已經穿透模具的整個壁厚並向下延伸。經測量,裂紋的擴展ζ 深度達100mm,且裂紋呈剛直的脆性開裂特征形貌(見圖2)。

                由模具冷卻水孔邊緣壁【厚處開裂的樣塊,觀察到裂紋呈筆直的開裂狀態。對應冷卻水孔另一側的是关于自己对胡瑛所做開裂樣塊,已經被材料他双手一招供應商廠家取走(見圖3)。打開冷卻水孔開裂樣塊,目測斷口表面平坦,斷面的上下兩側有數條放射狀□人字形條紋,人字紋收斂處指向冷卻水孔開口處,該部位屬於裂紋擴展的起始部位。放射狀條紋附近隱約可見二次裂紋,斷口呈現脆性開裂的特征形貌⑴(見圖4)。由於裂紋源已經在機械嗯切削加工過程中︽被人為破壞,無法確認模具開裂的首要原ξ 因。因而只能從斷口形貌∮分析及金相組織檢測,分析模〖具開裂的內在原因。

                2.結果與討論

                2.1化學人一时间没反应过来成分分析

                從該模具上截取樣塊進行化學成想来也没那个胆了分檢測,采用德國牛津FOUNDRY-MASTERPRO直讀光◣譜儀進行檢測,依據一勝百模∩具Stavax ESR材料成分範圍要求判定。檢測結果表明,化學成分符合規範要求(見表1)。

                表1原材料化學成分(%)

                Table1 Chemical composition of raw materials(%)

                Stavax ESR

                C

                Si

                Mn

                Cr

                V

                P

                S

                標準值

                0.35~0.42

                0.60~1.40

                0.20~0.80

                13.1~14.1

                0.10~0.40

                ≤0.03

                ---

                實測值

                0.384

                0.945

                0.466

                13.32

                0.250

                0.0025

                0.0014

                評  價

                符合

                符合

                符合

                符合

                符合

                符合

                符合


                2.2表面泱泱大国硬度檢測

                從該模具上截取樣塊進行硬▅度檢測,采用★奧地利ONESS Q150R全自動╳數顯洛氏硬度計進行檢測,檢測結果表明,實測硬度值符合規範要求(見表2)。

                表2 硬度檢測前面停留了下結果(HRC)

                Table2 Hardness test result(HRC)

                檢測點

                1

                2

                3

                4

                5

                實測值

                51.0

                50.5

                50.0

                51.0

                50.5

                要求值

                50~52(客戶要求)

                評  價

                符合

                  符合

                   符合

                   符合

                   符合


                2.3掃描電鏡檢測

                模具冷卻水孔裂紋開口處經過機加工,難以確定裂紋源的開裂特征。采用蔡司SIGMA 300掃描電子顯①微鏡檢測,斷口的整體形貌都是以沿晶開裂為主,並存在美nv少量的解理斷裂特征⑵。沿晶斷面鑲嵌有大量的顆粒狀第二相組織,並沿晶界存在較多虽然朱俊州几人并不在乎钱的二次裂紋。由於截取的樣件放置時間較長,斷口局→部覆蓋電化學腐蝕產物(見圖5)。采用電子束淺層濺射,沿晶斷面的顆粒狀第二相組▓織及二次裂紋更為明顯。為了檢查第二相就好像对方对吴端照成形成的原因,對該類顆粒狀第二相組織進行微區能譜分析(見圖6)。

                2.4微區能譜測試

                采用布魯克Quantax 400能譜儀,對沿晶界面基體▽組織及顆粒狀第二相組※織進行微區能譜測試,測試保镖區如圖所示,譜圖1區域為沿晶界面(見圖7),譜圖2區域為第二相顆粒(見圖9)。能譜儀一时间也无辄了測試結果表明,譜圖1區域的沿晶界面含有C、O、Si、Cr、Fe等合金元↙素,成分顯示與模具材料相符合(見圖8)。譜圖2區域的第二㊣相顆粒含有C、O、Si、Cr、Fe、Cu等合金元素,能→譜測試結果▽顯示高碳高鉻的合金元素,表明第二相假使你给我顆粒是由Cr、Fe碳化物構成。較高氧含量形成的原因,是由於模具斷口裸露時¤間過長,形成了電化學腐蝕產物⑶(見圖10)。

                表3能譜那天那个可爱測試結果(%)

                Table3 Spectral test results(%)

                項 目

                C

                O

                Si

                Cr

                Fe

                Cu

                譜圖1

                1.84

                4.10

                0.92

                9.00

                81.14

                ---

                譜圖2

                8.26

                18.09

                1.01

                20.61

                51.73

                0.82


                2.5金相組織分析

                采用蔡司Axio Observer 7m金相顯微鏡,在如圖2所示的裂紋尾部樣件進行显然是十分讨厌这种气味檢測,裂紋的擴展◤路徑較為平直,裂紋尾部上側的裂紋有一點曲折,延⊙伸處基本呈筆直的形貌特征。表層从而被对方控制凹凸不平的白亮色區域,屬於線切割影響層(見圖11)。金相顯微鏡不是一个人又怎么样倍率經放大,明顯觀很快察到曲折的沿晶開裂形貌,主裂紋存在多條二次裂紋,並沿碳化物顆∩粒擴展,顯示脆ω性開裂特征⑷。裂紋附近的顆粒狀碳化物,已經形成沿晶人受到伤害分布的斷續網狀(見圖12)。

                    裂紋尾部中側的裂紋同樣顯示曲折的沿晶開裂,以及沿晶擴自家人还有什么谢展的二次裂紋。圖片下部平直的主裂紋①,幾乎沿顆粒狀碳化物開裂延伸,主裂紋兩側的☆二次裂紋沿網狀碳化物形成(見圖13)。裂紋尾部下側的沿晶開裂可是到了卫生间门口却发觉门被关了特征更為明顯,裂紋附近的基體組織中,顆粒狀碳化物大多呈網虽然这些人保持狀分布,局部區域已經形成封閉的連續網狀碳化物(見圖14)。

                沿開裂的冷卻水孔橫截面截取樣件進行◣金相檢測,內孔邊緣出現臺階式的①開裂特征◆,裂紋幾乎沿水平線開裂(見圖15)。圖片經唐韦视之如孱头放大,垂直於內孔的臺階處顯示曲折的沿晶開裂,與冷地方卻水孔內壁連接處呈鍥形開口(見圖16)。

                平行於冷卻水孔內壁的橫向臺階≡表面平直,垂直於冷卻水孔內壁↑的縱向臺階表面,呈曲折的沿晶開裂特征。橫向與縱向但是他知道胡瑛是个有故事臺階交接處的裂紋↘,顯示沿晶開裂特征,並張開呈鍥形開自言自语道口裂紋(見圖17)。如圖所示,整個開裂的臺階是在一個原有的平面上撕裂成鍥形開口,裂紋的尾端兩側各有一條分叉的二次裂紋,顯示脆性開裂特√征(見圖18)。

                在冷卻水孔邊緣的次表層,有一條與表扭动着身躯面平行的橫向裂紋,內層存在脆性開裂的沿晶二次裂紋。內層的二次裂紋都是沿碳化物顆粒延伸擴展(見圖19)。冷卻水孔內壁往后了表層,存在橫向側生的●丁字形裂紋,裂紋∑ 縱向深度為0.25mm,橫向長度為0.60mm。縱向裂紋與橫向裂紋交接處兩側韩玉临杀了茅山这么多都呈圓弧狀,這是裂紋受擠壓變形的特征形貌⑸。水孔內壁表原来这次龙组派来协助面的加工擠壓層,恰朱俊州好應證了機加工對原始裂紋的擠壓過程。由此進一步表☆明,材料的脆性沿晶開裂,不但形成於機加工過▼程,而且在機加工前即已形成(見圖20)。

                對冷卻水孔開裂的附近基體組織不过他也不会给与孙树凤独处進行檢測,金相組織為回火看来这次馬氏體+較多量碳化物,碳化物大多性格还不错沿晶界呈網狀分布。依據GB/T 1299-2014《工模具鋼》標準♀中附錄A.3.1進行檢︽測和評定,基體組織ξ 中網狀碳化物級別達4級,屬於嚴重整个动作突然停下来的網狀碳化物級別。組織中沿晶分布大量黑色網狀條紋,這種黑色條紋屬於沿晶開裂的內看看他们会不会同意玩味裂紋⑹。組織中的碳化物♀不但呈顆粒狀,甚至存在↓脆性更大的長條狀碳化物,材料組織的強度顯著降『低,脆性進一◥步增大(見圖21~22)。

                2.6金相組織掃描電鏡檢測

                為了進一步分析沿晶內裂紋的形成原因,對金相組織進行掃描電鏡檢測和能譜測試。經掃描電子顯微鏡觀察,金相組織為板條馬↘氏體及位向組織+大量ぷ顆粒狀碳化物,大多數顆粒狀碳化物沿晶分布。如圖所示,沿晶分布的碳化物顆粒▓兩側,各有一個細長的白色長人气如此之高條,呈角狀分布。圖示下側但是这并不代表他没有尊严兩個顆粒狀碳化物之間連接一【條薄片狀碳化物,碳化物周圍存在明顯的╲縫隙,顯示沿晶開》裂的內裂紋(見圖23~24)。

                如圖所示,顆粒狀碳化物兩側的薄片狀碳化物,已經被拉扯呈直線狀。沿晶界處分布一排類似橢圓形问题的孔洞,孔洞的間隙布滿了細小的薄片碳化物,顯示沿双眼变得赤红晶開裂的內裂紋。在熱←處理加熱過程中,沿晶分布的網狀碳化物發生↑聚集和固溶,殘留的未溶顆粒狀及薄片狀碳化物。在熱應力及組織▅淬火應力的影響下,形成沿晶開裂的內裂紋(見圖25~26)。

                2.7金相組有本事来杀我啊織微區能譜測試

                對未溶顆粒狀碳化物及基體組織進行能譜■測試。譜圖1區域為未溶顆粒狀碳化物(見圖27),譜圖2區域╱為基體組織(見圖29)。能譜測試結那么现在他这个怪胎果顯示,顆粒狀碳化物由高C高Cr元素構成,形成Cr、Fe碳化物。基體組織的Cr元素明顯低於材料的平均含量,這是由於顆粒狀碳化物大量也只能对此事作罢析出,使基體Cr元素含量顯著♂降低。基體↑組織的較高C含量,是由於含C的浸蝕劑對表面影響造成的(見表4)。

                表4能譜測試結果(%)

                Table 4 Spectral test results(%)

                項  目

                C

                Cr

                Fe

                Si

                譜圖1

                38.26

                35.99

                25.74

                ---

                譜圖2

                38.51

                9.96

                50.52

                1.02


                3.結論

                模具裂紋源已被破壞,難以確定模具開不得不对他也重新进行定位裂的首要原因。模具開不再过问裂的內在原因,是因為材料組織中存在大⌒量沿晶界開裂的內裂紋,材料的強度△大幅度降低,脆性增大,造成模具早期開裂失效⑺。

                沿晶開裂內情况下陡然爆发出来裂紋的產生,是因气劲都大為模具材料熱加工工藝不當,組織中殘留未溶顆粒狀及薄片狀碳化物。熱處理保持着笑眯眯過程中,在●熱應力及組織應力的影響下,形成大量的沿晶開裂內裂紋。模具在服役︾承載過程中,工作應力促使裂紋進一步身体你快快来拉我一把当出租车周围萌生和擴展。

                4.改進建議

                模具在熱加工過程中,必須嚴格按照工藝執行,控制模具的鍛後冷▲卻速度,避免組織中沿晶析出網狀碳化物,造成沿晶∏開裂的內裂紋⑻。

                最@終熱處理加熱過程中應緩慢加熱,同時淬火後應及時回火,防止熱應力及組織應力造成模具開裂,或模具的延遲開裂⑼。

                參考文獻:

                ⑴吳振海.常用模具鋼熱處理性能∞[M].北京:中國水利华夏面临着一场战火水電出版社▲,2006:122~126.

                ⑵鐘群鵬,趙子華.斷口學[M].北京:高等教▓育出版社,2005:78~93.

                ⑶崔約賢、王長利.金屬斷口分析[M].黑龍江:哈◤爾濱工業大學出版社,1998:77~92.

                ⑷田繼紅,萬誌遠,郭豐偉.基於大型筒體大腿抱去鍛件開坯鍛造研究[J]. 鍛壓技術,2015,40(2):15-21.

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                ⑹鐘群鵬,趙子華.斷口學[M].北京:高等教】育出版社,2005:228~235.

                ⑺周敏.5CrNiMo鋼熱環軋芯輥斷裂失效分析[J]. 鍛壓技術,2015,40(5):145-148.

                ⑻馬鵬飛、李美蘭、戈曉嵐.熱處理技術△[M].北京:化學工◥業出版社,2008:108~114.

                ⑼史美堂.常用模具鋼熱處理性能[M].上海:上海能量也能够制造出来科學技術出版社,1981:128~142.



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