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深冷處理的零件試驗(yàn)
日期：2024-11-08 08:48
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摘要：
觀(guān)察失效整形模具表面發(fā)現(xiàn)，模具表面布滿(mǎn)剝落坑和很多細(xì)小犁溝。這是由于模具在整形過(guò)程中，被整形的粉末冶金零件132襯套的粉體密度較高，達(dá)7.0g/cm3，燒結(jié)后硬度也較高，芯棒和陰模在整形過(guò)程中受到很大的擠壓力，模具在反復(fù)擠壓下，在模具亞表層殘余奧氏體處發(fā)生反復(fù)變形，產(chǎn)生位錯(cuò)塞積，而萌生裂紋，在反復(fù)擠壓過(guò)程中裂紋擴(kuò)展，直至表面而剝落，形成嚴(yán)重的剝落坑(1)。另外粉體中存在的雜質(zhì)——多種硬質(zhì)相粒子，在模具整形過(guò)程中在模具表面產(chǎn)生犁削，使模具表面布滿(mǎn)犁溝，由于雜質(zhì)粒子較小，故形成的犁溝較淺。芯棒由剝落和犁削共同作用下，產(chǎn)生尺寸超差而報(bào)廢。
GCr15模具鋼制作的芯棒在深冷處理過(guò)程中組織結(jié)構(gòu)發(fā)生如下變化(2)(3)，殘余奧氏體量減少。殘余奧氏體中合金元素，特別是碳元素起著強(qiáng)化殘余奧氏體的作用，因而需要較多的能量才能促使剪切機(jī)理來(lái)產(chǎn)生馬氏體，深冷處理就是利用過(guò)冷度來(lái)增加馬氏體轉(zhuǎn)變的驅(qū)動(dòng)力，隨著深冷溫度降低，過(guò)冷度增加，馬氏體轉(zhuǎn)變?cè)酵耆Ｔ诶鋮s過(guò)程中殘余奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變速度，不取決與時(shí)間，而與過(guò)冷度有關(guān)，即殘余奧氏體量只與深冷溫度有關(guān)。另外，深冷處理還可以析出細(xì)小碳化物，細(xì)化組織結(jié)構(gòu)。
深冷處理減少了殘余奧氏體量，增加了芯棒在擠壓過(guò)程中在亞表層萌生裂紋的難度，同時(shí)由于殘余奧氏體量減少以及細(xì)小碳化物析出和組織細(xì)化，使犁削難度增加。因此，芯棒經(jīng)深冷處理后，增加了抗疲勞磨損和磨粒磨損的能力，從而提高了芯棒壽命。如果深冷處理溫度較高(高于-160℃)，過(guò)冷度較小，殘余奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變的能量不足，殘余奧氏體量較多，表現(xiàn)在模具硬度幾乎不變，模具壽命提高不多。在較低溫度下深冷處理，只要保溫時(shí)間足以使芯棒冷透(不小于2h)，殘余奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變就較為完全，但馬氏體中析出的細(xì)小碳化物的量隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)而緩慢增加。因此，模具壽命也隨保溫時(shí)間延長(zhǎng)而緩慢增加。如果考慮到隨著保溫時(shí)間延長(zhǎng)，模具深冷處理的成本也增大，那么取保溫時(shí)間為2～4h*適宜。
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