青島DC53模具鋼

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DC53模具鋼形成疲勞開裂、變形的原因以及防治方法

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DC53模具鋼形成疲勞開裂、變形的原因以及防治方法

發布日期:2018-08-21 作者: 點擊:

模具是工業生產中極其重要而又不可或缺的特殊基礎工藝裝備,廣泛應用于機械、電子、汽車、航空、航天、輕工、軍工、交通、能源等領域,為我國經濟發展、國防現代化和高端技術服務起到十分重要的支撐作用.模具材料的性能直接決定模具的使用壽命,進而影響工業生產的成本及效率。冷作模具鋼DC53是日本大同特殊鋼株式會社對SKD11進行改良的新型冷作模具鋼,克服了SKD11高溫回火硬度和韌性不足等弱點,其技術規范載于日本工業標準(JIS ) 64404中。Chiu等分析了碳化物分布和殘余奧氏體對冷作模具鋼磨損性能的影響,研究表明DC53具有優良的耐磨性。Went'’研究了DC53沖蝕磨損性能,提出碳氮共滲處理可降低DC53的沖蝕磨損速率。Lee等’5’對SKD 11在內的4種常用冷作模具鋼進行研究,建立硬度與疲勞壽命的關系,并提出了冷作模具鋼疲勞壽命預測的理論模型。通過對某型齒輪常溫軋制成形平臺發生斷裂的滾軋輪進行斷口分析,得出其主要失效形式是疲勞斷裂。滾軋輪材料DC53冷作模具鋼的斷裂韌度及疲勞裂紋擴展的研究,因此,研究其斷裂力學性能很有必要。

青島DC53模具鋼的廠家通過多方查找及結合多年的銷售經驗總結以下三點:

(1)開展斷裂力學試驗得到滾軋輪材料DC53冷作模具鋼的斷裂韌度風=22。18 MPa } m代應力比R=0。0 ,0。3 , 0。5時,Paris裂紋擴展速率公式材料參數C為3。439,1。293,1。582, m為2。66, 3。11, 3。13;擴展速率daldN隨應力比R增大而增大。

(2)模擬結果與理論計算和試驗結論相一致,且與理論解的相對誤差在5%的小范圍內,模擬方法可有效地用于DC53冷作模具鋼裂紋應力強度因子的計算。

(3)通過FRANC3D計算得到的標準CT試樣裂紋擴展壽命a-N曲線與裂紋擴展速率試驗得到的壽命總誤差在16。7%可接受的范圍內,且計算求得的曲線與試驗數據點基本處于較小誤差范圍內,因此裂紋擴展壽命的模擬方案較為準確,在工程中可應用于DC53冷作模具鋼材料及其制品的剩余工作壽命的估算。

青島Dc53模具鋼使用的材料受到力的作用就會產生變形。隨著力的增加,材料的變形總是要經歷彈性變形階段、塑性變形階段、出現裂紋到裂紋擴展直至斷裂階段的過程。

變形失效是逐步進的,一般屬于非災難性的,因此不易被人關注。但是當變形量超過了模具的精度要求,成型的工件成為次品或廢品時,也會造成模具的失效。另外,過度的變形最終也會導致斷裂。

青島Dc53模具鋼工作溫度較低的情況下,過量變形失效主要有過量彈性變形失效和塑性變形失效,在高溫下的過量變失效主要有蠕變失效和熱松弛失效。

過量彈性變形失效

材料受外力作用時產生變形,去掉外力時即消失,變形消失后材料的形狀和尺寸完全恢復原樣,這樣的變形為彈性變形。

模具在使用過程中,產生的彈性變形量超過模具匹配所允許的數值,使得成型的工件尺寸或形狀精度不能滿足要求而不以服役的現象,稱為過量彈變形失效。

判斷過量彈性形失效比較困難,因為在工作狀態下引起的變形導致失效的模具,在剖析和測量尺寸時,變形己經恢復。

塑性變形失效

模具在使用過程中,由于發生塑性變形改變了幾何形狀或尺寸,而不能通過修復繼續服役的現象稱為塑性變形失效。

塑性變形失效的主要形式有塌陷、墩粗、粗曲等。模具在工作時,一般承受很大的不均勻應力。當模具的某些部位所承受的應力超過工作溫度下模具材料的屈服強度時,就會產生過量的塑性變形而造成模具的失效。

青島DC53模具鋼

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