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疲勞裂紋 熱疲勞裂紋是壓鑄模常見的失效形式,占失效比例大。壓鑄過程中壓鑄模在300~8000C的熱循環(huán)及脫模劑導(dǎo)致的拉應(yīng)力與壓應(yīng)力交變循環(huán),反復(fù)經(jīng)受急冷、急熱所造成的熱應(yīng)力,導(dǎo)致在型腔表面或內(nèi)部熱應(yīng)力集中處逐漸產(chǎn)生微裂紋,其形貌多數(shù)呈現(xiàn)網(wǎng)狀,稱龜裂,也有呈狀。熱應(yīng)力使熱疲勞裂紋繼續(xù)擴(kuò)展成宏觀裂紋。從而導(dǎo)致壓鑄模失效。熱疲勞裂紋是熱循環(huán)應(yīng)力、拉伸應(yīng)力和塑性應(yīng)變共同作用而產(chǎn)生的。塑性應(yīng)變促進(jìn)裂紋的形成,拉伸應(yīng)力促進(jìn)裂紋的擴(kuò)展與延伸。從微觀分析,熱疲勞裂紋在晶界碳化物、夾雜物集中區(qū)萌生,應(yīng)選鋼質(zhì)潔凈、顯微組織均勻的模具鋼有較高的熱疲勞抗力。
壓鑄模熱處理流程 通過熱處理可以改變材料的金相組織,以保證必要的強(qiáng)度和硬度、高溫下尺寸的穩(wěn)定性,抗熱疲勞性能和材料的切削性能等。經(jīng)過熱處理后的零件要求變形量少,無裂紋和盡量減少殘余內(nèi)應(yīng)力的存在。目前壓鑄模一般采用真空氣體淬火,表面沒有氧化物,模具變形小,更好保證模具質(zhì)量,其流程為鍛造_球化退火_粗加工一穩(wěn)定化處理_精加工_終熱處理(淬火、回火)_鉗修_拋光_ 滲氮(或碳氮共滲)_精磨或精研_裝配。對(duì)H13鋼采用高溫淬火、雙重淬火、控制冷卻速度淬火、深冷處理等,從而改善模具性能,提高模具壽命。
不改變表面化學(xué)成分強(qiáng)化 激光強(qiáng)化處理:激光作為熱源對(duì)材料表面進(jìn)行強(qiáng)化,有相變硬化、表面溶化、表面涂覆等。其特征是供給材料表面功率密度至少103VC/em2。利用高功率、高密度激光束對(duì)金屬進(jìn)行表面處理的方法稱為激光面熱處理。其分為激光相變硬化、激光表面合金化等表面改性,產(chǎn)生其他表面加熱淬火強(qiáng)化達(dá)不到的表面成分、組織及性能的改變。