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　　作者:張璐，鄧靈渠，劉云林，劉。

　　(1)宏觀斷裂分析

　　圖1模具抽芯外觀

　　圖2抽芯模具的斷口形貌

　　圖3模具抽芯斷口分析

　　(2)成分分析

　　對抽芯橫截面取樣，直讀光譜分析儀測得的化學(xué)成分如附表所示，可以看出抽芯的化學(xué)成分符合H13鋼的標準。

　　應(yīng)該模具鋼將測得的化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù))與H13鋼進行比較(%)

　　0.37~0.42

　　5.0~5.5

　　0.2~0.5

　　1.2~1.75

　　0.8~1.2

　　0.8~1.2

　　(3)微觀分析

　　從工件有裂紋的部位切取縱、橫向試樣，經(jīng)打磨、拋光、腐蝕后觀察，如圖4、圖5所示。縱向看金相組織，根據(jù)北美壓鑄協(xié)會帶狀組織/微觀不均勻性評級標準“NADCA#207-2003”，帶狀組織等級屬于可接受范圍，碳化物分布細小均勻。橫向金相組織，基體為回火馬氏體和細小碳化物，晶粒尺寸為7 ~ 8；洛氏硬度46 ~ 48 HRC，滿足硬度要求。正常的金相組織不是抽芯斷裂的原因。

　　圖4帶狀結(jié)構(gòu)

　　圖5矩陣結(jié)構(gòu)

　　沿裂紋源縱向切開，觀察內(nèi)腔壁附近的金相組織。發(fā)現(xiàn)內(nèi)腔壁非常粗糙，有大量橫向裂紋，如圖6所示。

　　圖6內(nèi)腔壁附近的橫向裂紋

　　圖7電火花加工后的白亮層和微裂紋。

　　考慮到抽芯內(nèi)腔長期被冷卻水包圍，水質(zhì)為普通自來水，在這種環(huán)境下容易發(fā)生腐蝕，如圖8所示。橫向裂紋中有大量腐蝕產(chǎn)物。在抽芯冷卻水通道中，當水溫達到60℃以上時，鈣鎂離子容易分解結(jié)垢。當水冷卻時，冷卻水中的微溶物質(zhì)結(jié)晶析出，在抽芯腔內(nèi)表面形成硫酸鈣、碳酸鈣等水垢。水和H13中含有的電解質(zhì)，如溶解氣體和腐蝕性鹽模具鋼接觸，因為電解質(zhì)的作用，使模具鋼表面有Fe2+析出，內(nèi)腔表面被腐蝕。同時，空氣中的灰塵和雜物混入冷卻水中， 導(dǎo)致微生物的繁殖，加速模具抽芯的腐蝕。

　　圖8橫向裂紋中的腐蝕產(chǎn)物

　　2.改進和效果

　　圖9電火花加工后改善的白亮層。

　　之后必須去除白層，但是手工打磨必然會導(dǎo)致打磨表面粗糙。h13產(chǎn)于中國。模具鋼不平的表面也將是斷裂的起點。為了盡量減少這種不平整的表面，采用電解拋光。拋光的抽芯腔為陽極，難溶金屬為陰極。兩極同時浸入電解槽中，施加直流電產(chǎn)生選擇性陽極溶解，從而降低型腔內(nèi)表面的粗糙度，達到表面光滑的效果。

　　(1)電火花加工后，必須去除白亮層，并對型腔表面進行電解拋光，以增加光潔度，防止微裂紋的產(chǎn)生和擴展。

　　(2)在普通自來水的環(huán)境下，帶冷卻水通道的抽芯腔會被腐蝕，進而導(dǎo)致斷裂。在冷卻水中加入一定量的緩蝕劑和阻垢劑后，有效地減少了腐蝕的發(fā)生，延長了模具的壽命。h13產(chǎn)于中國。模具鋼的制造商？

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