汽车轴类热锻模具的失效形式与分析

针对某汽车厂汽车轴类毛坯热锻模具寿命过短,生产中需频繁更换,严重影响生产效率的问题进行了研究．通过对一批材料为H13钢的失效热锻模具的分析,研究了模具失效的主要形式并分析了失效原因．借助各种技术检测手段,对失效热锻模具进行了检验分析,对模具的不同失效类型作了探讨．结果表明,汽车轴类毛坯热锻模具的主要失效形式为热疲劳裂纹、热磨损和塑性变形;失效源于初始的表面破损,模具表层材料性状退化是产生初始热疲劳裂纹的直接因素,同时也加速了热磨损失效进程．     

热锻模具热处理工艺试验研究

通过分析热锻模具工作原理,得出模具产生疲劳裂纹是疲劳寿命降低的主要原因。因锻模的工作温度较高,其模腔易高温氧化,因此可以利用适当的表面处理,提高其表面强度,使其具有良好的高温强韧性。本文对锻模进行离子氮化工艺研究,以提高其工作寿命。     

闭式套模的破裂及变形

众所周知,热锻模损坏的形式有很多,如燕尾裂纹、模腔堆塌、磨损严重及套模破裂等。这里仅就闭式套模破裂及变形的原因及防止措施作一简要介绍。 图1a所示的上镶套3或模套4因切削不当而使之受力复杂,易在锻件大头高度范围内产生凹陷,而导致镶套破裂和模套变形。     

热镦螺栓开式模选材与复合强化处理

1前言 热镦螺栓模(图1)原用冶炼钢制造，主要失效形式为热磨损，型腔擦伤塌陷、粘模咬合和热疲劳裂纹经扩展断裂等早中期失效，寿命多则万件，少则千件。     

热锻模还原法

这里介绍一种提高热锻模寿命的方法——模腔几何形状还原法。众所周知,热锻模普遍的损坏形式是模膛内产生塑性变形(见图1),这不但会引起锻件尺寸发生变化,还会造成锻件出模困难。金相分析表明,变形最大部分1、2,在使用过程中出现了组织转变,深度达6mm。在表层以下0.03mm处为铁素体区,其显微硬度为Hul.64Ha。铁素体以下为弥散度很小的索氏体,硬度为HRC31.5～36,这部分组织造成了模具材料的软化,其特点是没有按针状马氏体取向的索氏体。还原法的过程如图2所示。从首批锻件中取出一件作为主锻件,不切边,     

超高温淬火在热锻模中的应用

热锻模是在高温下冲击加压,强迫炽热金属变形的成形模具。它在工作过程中除承受较大的冲击载荷外,还受到因反复加热、冷却而引起体积反复变化的交变应力等多种应力的作用,极易导致热疲劳龟裂的产生。因此,如何提高热锻模的耐热疲劳性能,是最终热处理工艺的关键。     

一种铝合金模锻件残余应力状态的研究

研究发现,工件在模锻件成型和热处理后,内部残留有大量的残余应力,在加工过程中,残余应力被逐渐释放,导致工件变形,造成工件不合格。以铝合金模锻件为例,采用X射线衍射法配合电解抛光,对模锻件表面和内部的残余应力进行检测,揭示模锻件表面及内部的残余应力状态和分布规律,并采用冷热循环时效的方法代替原有的热时效方法处理模锻件。检测后发现,冷热循环时效处理后的模锻件沿直径和圆周方向残余应力值都较小,并且分布更均匀。这为今后优化铝合金模锻件热处理工艺,减小残余应力奠定了理论基础。     

组合冷压凹模早期失效分析

由冷压凹模断口形貌失效分析结果表明,凹模内壁微小裂纹属于疲劳裂纹,同时凹模材质CrWMn钢中的所存在的碳化物不均匀性诱发了裂纹的产生,导致模具在低周疲劳状态下发生断裂失效.针对某型组合冷压凹模材质热处理工艺缺陷提出改进建议,使得凹模CrWMn钢的最终组织得到改善,强韧性明显提高,从而有效解决了组合凹模早期断裂失效问题.     

超高温淬火和喷丸在提高热锻模寿命中的应用

热锻模是在高温下冲击加压，强迫炽热金属变形的成形模具。在工作过程中，模具除承受较大的冲击载荷外，还受到反复加热、冷却而引起体积反复变化的交变应力等多种应力的作用，极易导致模具热疲劳龟裂的产生，造成模具翻修频率高，影响生产效率。因此，如何提高热锻模具的耐热疲劳性能，提高热锻模使用寿命是制定工艺的关键。     

锻模焊修

热锻模(包括切边模)在使用过程中,发现损坏需要及时修理,才能保证产品质量。及时将损坏的模具修好,恢复使用,是增产节约的一项重要措施。一、热锻模常见的损坏情况 1.燕尾裂纹:燕尾部位容易产生纵向贯穿裂纹,如图1所示。 2.模膛裂纹:模膛内表面常易产生裂纹和龟裂。裂纹的走向往往和坯料在模膛中的流动方向相吻合,故暂称流向裂纹,这种裂纹有时较深,对产品质量影响很大,而龟裂则较浅,对产品质量影响较小,裂纹情况如图2所     

基于FEM的热锻模磨损分析与寿命预测

锻模磨损是热锻模失效的主要形式,对热锻模的磨损进行分析显得尤为重要.建立了基于磨损计算的三维有限元模型,对轮毂热模锻成形过程进行热力耦合分析,实现了成形过程的仿真,得到了模具应力分布和模具磨损分布,预测了成形所需的载荷力;根据热锻模具在工作时的模膛磨损分布趋势,对热锻模型腔表面的关键部位的磨损进行观察,并对热锻模具的使用寿命进行了预测.研究结果表明,采用有限元模拟与磨损理论相结合的方式预测热锻模寿命,与实际使用状况相符,可以为实际的热锻模具设计及锻造生产提供参考.     

Mg-12Gd-3Y-0.5Zr镁合金的不同疲劳行为

对轧制态Mg-12Gd-3Y-0.5Zr镁合金的室温低周、超高周疲劳,高温等温疲劳以及热机械疲劳性能进行了研究,并对其疲劳失效机制进行了分析.结果表明:对室温低周疲劳、超高周疲劳来说,其失效机制主要是夹杂或大的第二相引起的疲劳开裂;对于低周疲劳,裂纹萌生于表面或亚表面,而对于超高周疲劳,裂纹起源于内部;该合金的高温等温...     

伞齿轮热锻模断裂分析与防止措施

1.前言 3Cr_2W_8V热成形伞齿轮精锻模具(以下统称热锻模),使用多年来模具的寿命很不稳定,有的热锻模能锻打1200～1500件齿轮,有的热锻模锻打几件或几十件齿轮,热锻模就开裂失效、变形失效。由于热锻模具早期失效,模具的经济损失很大,该问题一直是厂里的老大难问题。对于不同形式的失效模具进行了宏观断口分析、电镜断口分忻、金相检查,查明模具失效的原因,提出了改进措施,提高了热锻模     

不同热处理对H13钢力学性能的影响

长期以来,我国工具行业热锻模具一直采用3Cr2W8V钢制造,它具有较高的高温强度和热稳定性。但它碳化物较多,分布不均匀,冲击韧度和热疲劳抗力较差,易使模具型腔产生龟裂,且裂纹扩展速度大,脆裂失效快,从而造成生产效率低,增加产品成本。 4Cr5MoSiV1钢是我国70年代从国外引进的钢     

模具钢的热疲劳

热循环造成的裂纹是热加工零件早期失效最普遍的原因。迅速变换零件的工作温度会引起热疲劳。温度不断地起伏可产生超过材料强度的应力/应变组合。以后会导致零件过早的失效。热疲劳裂纹,工业上称为热裂纹(网状裂纹),大大缩短了轧辊,永久压铸模,锻模,金属穿轧心棒和其它承受连续加热和冷却循环的钢制零件的使用寿命。工具在工作期间承受热应力和机械应力。它们的     

H13热模钢堆焊用金属粉芯管状焊丝

H13(4Cr5MoSiVl)是目前国内外广泛应用的一种空冷硬化模具钢，该钢具有较高的韧性和耐冷热疲劳性能，不易产生热疲劳裂纹。它既可作压铸模，又可作热锻模，是一种强韧兼备质优价廉的钢种。热作模具由于在反复受热和冷却，并承受着高的单位压力和冲击作用条件下工作，经过一段工作时间以后，表面会发生损坏，此时可采用表面堆焊技术对其修复，为此需用相应的堆焊材料。     

直缝钢管轧机成形辊的失效分析

介绍对直缝钢管冷轧机的成形辊进行失效分析的过程。针对成形辊的服役环境，这里对成形辊的开裂和磨损原因进行了分析，认为成形辊与管坯相对滑动而引起的摩擦磨损、成形辊表面被反复加热和冷却而引起的热疲劳是引起成形辊磨损的主要原因。认为裂纹是由热应力引起的热疲劳开裂，从理论上推算热应力的大小，并分析其使工件热疲劳破坏的可能性，这里还将在提高成形辊寿命方面作一些探讨     

精铸热锻模具钢的强韧性与早期脆断

通过精铸热锻模的应用及对失效形式、工况条件的分析和性能测试，探讨精铸热锻模具钢的强韧性与早期脆断的关系。结果表明，精铸热锻模早期脆性断裂往往是由于热处理不当和操作不合乎要求引发的内应力与显微裂纹等所致，精铸热锻模具钢低的冲击韧度不是导致早期脆性断裂的根本原因，通过材料和工艺的改进，精铸热锻模早期脆性断裂是可以避免的。     

热锻模具的韧性要求

通过两类热锻模(精铸热锻模和锻造热锻模)的现场应用，分析热锻模的使用工况条件和失效机理，探讨了热锻模工况条件、失效形式、寿命与热锻模韧性的关系。结果表明：热锻模的脆性断裂是小能量多次冲击下的裂纹萌生、扩展至断裂，在热锻模生产和应用中不宜用冲击韧性作为韧性指标，片面地要求热锻模具有高的冲击韧性是不利的，锻模韧性要求应为多冲抗力，它是一定塑性的基础上以强度为主的韧性问题。     

应力集中和表面完整性对平尾大轴抗疲劳性能的影响

某型飞机平尾轴在进行台架试验时发生断裂,失效分析表明,该轴的断裂性质为疲劳断裂,裂纹起源于大轴筒体内腔变截面过渡圆弧根部的加工刀痕谷底。通过对大轴进行扫描电镜观察分析,发现使用过的旧大轴内表面存在10～16 μm厚的“疏松”层,疏松层内有较多的疲劳微裂纹和孔洞,该“疏松”层是大轴服役中氧化腐蚀和疲劳损伤所形成的。“疏松”层的存在破坏了大轴的表面完整性,降低了大轴材料的抗疲劳性能。有限元建模分析表明,变截面台阶造成的结构应力集中和粗糙加工刀痕形成的附加应力集中是造成大轴疲劳断裂的力学因素,两种应力集中因素的联合作用降低了大轴的疲劳寿命,导致大轴在变截面过渡圆弧根部的加工刀痕谷底萌生疲劳裂纹。综合分析表明,大轴内表面“疏松”层的存在以及变截面台阶造成的结构应力集中和粗糙加工刀痕形成的附加应力集中是大轴发生疲劳断裂的主要原因。