颁布功夫：2022-02-23点击：3556
媒介
陆续挤压技术由于拥有***、高质、节能蹬着势，在有色金属工业得到了宽泛利用 。陆续挤压已被利用于铜及铜合金出产，并以紫铜、铜银合金等为坯料出产了铜扁线及实心铜材 。其工作道理如图1所示 。
一个带有轮槽的挤压轮陆续旋转，并在压实轮肯定压下量下，利用挤压轮轮槽与坯料之间的摩擦力，将坯料陆续不休地拽入由挤压轮槽、导板、模腔组成的挤压模腔内，在模腔内发生塑性变形，***终从模具孔中挤出所需的产品 。挤压轮的旋转活动是陆续挤压的重要动力源，是靠坯料与挤压轮轮槽的摩擦来实现的，铜坯在挤压轮槽内受摩擦力作用而升温，挤压温度高达500℃以上，挤压腔内压高达1000MPa以上 。在高温高压的恶劣工况下，H13钢因较好的高温红硬性、抗冲击性和抗回火不变性而成为此类陆续挤压模具利用***多的钢种 。但持久接受高温高压工况，易导致模具产生热委顿开裂、热熔损、侵蚀、断裂等失效大局 。
1 .失效模具状态及检测步骤
失效挤压轮模具为由某冈祗直径600mm规格H13电渣锭，经开坯至200mm×200mm方坯，再改锻为表径400mm×内径232mm×90mm的挤压轮坯 。此挤压轮设计使用能力为可挤压50t铜合金坯料，但在出产20t后出现挤压轮轮槽一侧掉块失效，且轮槽两侧均出现网状裂纹，如图2所示 。
选取ARL4460直读光谱仪测定模具资料的化学成分 ；选取TCH-600氢氧氮分析仪测定气体成分 ；选取LeicaDM2700M型金相显微镜观察模具显微描摹，并依照GB/T10561-2005《钢种非金属同化物含量的测定尺度评级图显微检验法》尺度对非金属同化物进行评定，依照北美压铸协会NADCA3207-2011模具钢验收尺度图谱对H13钢调质态显微组织进行评定 ；选取ERNSTAT200自动硬度计测定失效模具的洛氏硬度 ；取挤压轮失效地位左近试样，在QSF-VF-1400T型箱式真空热处置炉中进行1030℃奥氏体化30min，淬火后，在600℃下进行2.5h回火，再遵循GB/T6394尺度比力法进行晶粒度评级 。
2. 检测了局及分析
2.1成分测定
失效挤压轮化学成分如表 1 所示 。由表 1 可知，失效挤压轮为 H13 电渣锭资料成分，其中主合金元素铬、钼、钒含量属国内表尺度的中上限水平，能满足该钢种在挤压模具用处中较好的强韧性及其他高温机能的个性要求， 同时较低的 P 、S 、O 、N 含量，阐发出优良的冶金纯净度 。
2.2 失效模具的硬度
取失效挤压轮的网状裂纹区域的纵截面样件，选取ERNSTAT200自动硬度计对裂纹样件自表表至内部进行洛氏硬度测试，了局如表2所示，近表表1#点硬度***低，其余2～5点硬度较为均匀，5个测试点均在铜挤压模具使用要求的硬度领域内，1#点偏低可能为硬度测试过程受近表表裂纹成分的影响 。整体模具硬度正常 。
2.3 非金属同化物
经电渣重熔后的H13钢锻件中常见的显微同化物以Al2O3及其复合同化、TiN类及其复合同化等为主 。尤其是镁铝尖晶石类及氮化钛类硬质同化会粉碎基体的陆续性和齐全性，对资料的综合机能产生不利影响 。通过取样检测，并以NADCA#207尺度中***优质钢的质量水平作为对比，如表3所示 。
失效模具以少量氧化铝类同化及5μm级此外球形同化为主，齐全达到国表主流尺度NADCA的***优质钢水平要求，反映出资料较好的纯净度，这与资料的氧、氮气体含量低，以及电渣重熔精辟成效好有关 。
2.4 显微组织
取失效模具裂纹左近及模具正 ；遄蠼匝，抛磨后经4%硝酸酒精侵蚀，选取LeicaDM2700M型金相显微镜进行显微组织检测，如图3所示 。
由图3（a）、（b）可知，裂纹***大深度近1mm，裂纹左近未有显著脱碳层景象，周围组织均匀性较好，没有显著带状偏析，组织为正常调质的回火马氏体，裂纹延展尖端描摹近似沿晶裂形状 。由图3（c）可知，整体模具正常组织为回火马氏体组织，按北美压铸协会NADCA#207-2011尺度热处置态图谱对比，应为HS5等级合格组织，热处置组织正常 。
2.5 晶粒度检测
取失效模具裂纹左近正常区域试样，经1030℃奥氏体化30min，淬火后，在600℃下进行回火 。由图4可知，热处置后失效模具均匀晶粒尺寸直径达50μm，晶粒度约5.5级，显著为粗晶，不满足国标GB/T24594-2009《优质合金模具钢》钟纵7级的晶粒度要求 。
对于淬火+回火马氏体类型的H13钢，晶粒的粗化对其资料的强度、塑性及韧性均有显著的不利影响 。在铜合金挤压轮轮槽左近受到高压摩擦及高温接触，属此类模具中工况***为恶劣区域，对资料的强韧性拥有较高要求，粗壮的晶粒及较弱的晶界势必易产生裂纹及扩大裂纹，导致模具早期失效 。
3 .结论及改进建议
（1）该挤压轮轮槽产生裂纹的重要成由于组织粗晶，粗晶导致模具资料强韧性降低，尤其是在工况环境恶劣的轮槽区域，在高压、高温及摩擦力作用下，易产生裂纹并延展，在铜坯摩擦下粘连掉块，导致挤压轮失效 。（2）模具资料化学成分、非金属同化物、硬度及显微组织均无显著异常 。对资料在铸造环节应加强加热造度节造，预防资料奥氏体化温度功夫过长，导致晶粒长大显著 。在锻后可节造增长超细化冷却工艺，细化晶粒，提高资料强韧性，预防粗晶 。
起源：特种钢加工与利用
