Page 78 - 《橡塑技术与装备》2017年10期（5月塑料）
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橡塑技术与装备（塑料）                              CHINA RUBBER/PLASTICS  TECHNOLOGY  AND EQUIPMENT (Plastics)





                                D2 钢模具开裂失效分析


                               Failure analysis of D2 steel mold cracking



                                                        刘海晶
                                   ( 广东省机械高级技工学校，广东  广州  510450)


                   摘要 ： 对某开裂模具进行材料化学成分分析、硬度检测和金相组织分析，确定出模具出现开裂的主要原因是 ：材料原先存在
                成分和组织不均匀的冶金质量问题以及后续锻造加工不到位。进而给出建议 ：应对原材料进行严格的质量检测 ；应采用得当的锻
                造加工工艺生产高碳高铬钢制模具。
                   关键词 ： 开裂模具 ；材料化学成分分析 ；硬度检测 ；金相组织分析
                   中图分类号 ： TQ320.671                              文章编号 ： 1009-797X(2017)10-0058-04
                   文献标识码 ： B                                      DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2017.10.014




               在机械制造行业中，模具被广泛应用。模具是工                         析。
           业生产中的基础工艺装备，也是制造业中影响面广、
           使用量大的工业产品，一个国家制造业水平高低可以                           1 材料化学成分分析
           通过模具的技术水平的高低来衡量。一般来说，模具                           1.1 检测方法
           的制造费用是比较高的，因而模具在制造和使用过程                               检测后果采用光电直读光谱仪对送检模具材料进
           中开裂失效不仅会造成巨大的经济损失，还会影响生                           行化学成分分析。
           产进度和产品质量，带来严重的后果。                                 1.2 检测结果
               某厂送来一件已开裂模具，该模具材料为 D2 钢                           检测结果见表 1，同时列出相关材料  [ 美国
           制，模具热处理后进行线切割加工，后发现模具上出                           ASTM 标准 D2 钢和中国 GB 标准 Cr12MoV 钢 ]  的标
           现裂纹和线状缺陷。其外观形貌如图 1 所示，其中图 1 （a)                   准成分，以供比较。
           为模具的整体外观形貌 ；图 1(b) 为图 1(a) 箭头 A 所指                1.3 检测结果评述
           处，为模具内框部位线切割面上发现的线状缺陷，该                               根据化学成分检测结果，送检模具材料的主要化
           缺陷线状方向基本上平行于模具表面；图 1(c）为图 1 （a）                   学成分符合美国 ASTM 标准 D2 钢的标准成分含量要
           箭头 B 所指裂纹处的局部放大，可见该裂纹呈明显的                         求，但其中的 Si 元素含量比其标准成分含量上限偏高
           张开状。为查明该模具开裂失效的原因，以便采取措                           33.3%。
           施避免类似事故的再发生，笔者对其进行了检测和分

                                             表 1 送 检 模 具 材 料 化 学 成 分
                                                               化 学 成 分 ( 质 量 分 数 ) /%
                       材  料
                                           C       Si      Mn      P        S       Cr       Mo       V
                       实测值                1.52    0.80    0.40    0.022   0.010     11.0     0.71    0.95
              美国 ASTM 标准 D2 钢标准成分       1.40~1.60 0.10~0.60 0.20~0.60  ≤ 0.030  ≤ 0.030  11.0~13.0  0.70~1.20 0.50~1.10
             中国 GB 标准 Cr12MoV 钢标准成分     1.45~1.70  ≤ 0.40  ≤ 0.40  ≤ 0.030  ≤ 0.030  11.00~12.50 0.40~0.60 0.15~0.30


           2 硬度检测                                            F、G、H、K、N、T 标尺 )”，对模具材料硬度进行洛
           2.1 检验方法和依据
               根据中国国家标准 “GB/T 230.1—2009 金属材料                   作者简介 ：刘海晶（1982-），女，讲师，大学本科，主要
                                                             从事机械设计制造。
           洛氏硬度试验 第 1 部分：试验方法 (A、B、C、D、E、
                                                                收稿日期 ：2017-03-22
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