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春华秋实

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重磅价值贴!13种高速钢锻造裂纹解析,看完成专家  

2017-01-08 22:58:55|  分类: 102工程百科杂坛 |  标签: |举报 |字号 订阅

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高速钢锻造常见的缺陷是裂纹,现就种种裂纹现象作解析。

1、“十字”开裂(对角线裂纹)

裂纹常规出现在矩形截面上,裂纹沿两条对角线呈十字形分布(有时也仅在一条对角线上出现)。这种裂纹是在拔长过程中最典型的缺陷。产生的原因主要有5点。


1)?由原材料的裂纹、中心疏松、碳化物剥落等缺陷的聚集扩展而发展而产生,这种裂纹的裂口比较粗糙。


2)碎裂  加热温度过高或在高温下停留时间过长,致使强度下降。此原因造成锻裂工件的裂口比较粗糙。


3)?锻件温度低或加热时间不足,使材料的塑性降低,这种原因产生的裂纹的裂口比较光洁。


?4)拔长操作送量过大引起锻件横向展宽变形过度。


5)?拔长操作失误,出现“大角”,此裂纹多沿长对角产生。


2、碎裂

裂纹宽、深,位于坯料的端面,裂纹粗糙,周边有小裂纹或孔坑,甚至有熔化现象,一般在锻造刚开始即现。产生的主要原因有3点。

1)?原材料有内部裂纹、缩孔残余,碳化物颗粒粗大或严重堆积等缺陷。

2)?加热温度过高或在高温阶段停留时间过长,产生严重过热甚至过烧。

3)?锤击不当。


3、纵向表面裂纹

键槽拉刀等矩形工件拔长时,在宽度侧面表面上常现纵向裂纹,这种裂纹细、浅、长度不一。产生的原因主要有4点。

1)?原材料表面裂纹的拉长或扩展。

2)?矩形截面的长、宽比过大或拔长时产生横向弯曲。

?3)终锻温度过低,锤击力过大。

?4)锻后未有缓冷或锻后至退火之间放置时间过长。


4、横向表面裂纹

矩形锻件拔长常见侧面有微裂,方向与轴呈垂直分布,多起源于锻件降温最快的区域(棱角),产生的原因主要有3点。

?1)原材料表面缺陷(折叠、凹坑、结疤、气孔等)引起。

?2)锤砧边缘圆角半径过小,拔长时在侧表面形成清角锤痕,当两侧面的锤印在棱角处相重合时,很容易在该处产生横向裂纹。

?3)拔长送进量过小且压下量过大,锻件表面形成折叠。


5、矩形截面锻件内部横向裂纹

这种裂纹产生的主要原因是拔长操作时拉送量过小(送进长度与锻件厚度之比小于0.5),使变形区内产生与细长杆件镦粗时相似的中间锻不透现象。


6、端面微小裂纹

此种裂纹位于锻件端面,裂纹短、细,一般出现于镦粗过程中的铆锻(倒角镦粗)或拔长工序。产生的主要原因有3点。

1)?原材料有中心疏松、碳化物剥落、碳化物颗粒粗大。

2)?镦拔过程中由于热效应引起锻件局部温度骤升,降低钢的强度。

?3)锻件的某一端面接触下砧时间过长,造成表面温度过低,降低了材料的塑性。


7、圆截面锻件中心裂纹

这种裂纹裂口宽、深并平行纵轴分布。有的裂纹从端面可见,有的从外面上看不见。前者在滚圆过程中发现,后者可在机加工序车削内孔时发现。产生的主要原因有4点。

1)?原材料有中心裂纹、疏松、碳化物颗粒粗大等缺陷。

2)?滚圆过程中产生较大的横向拉力。

3)?滚圆时扩大了方截面拔长或倒棱时形成的初生裂纹。

4)?始锻温度过高或终锻温度过低。


8、圆截面锻件表面纵向裂纹

此裂纹的特征是在圆截面的侧表面上,裂纹走向略平行于纵轴,裂纹较宽,深浅不一,一般是在镦粗时发现,修磨后可继续锻造。产生的原因有3点。

1)?原材料表面裂纹的扩大或发展。

2)?加热温度低或保温时间不足。

3)?锻造时侧表面胀鼓变形过大。


9、圆截面锻件表面横向裂纹

这种裂纹在锻件侧表面上呈横向分布,裂纹宽、深、长。往往是在锻件退火后发现。产生的原因主要有4点。

?1)坯料表面有折叠、斑疤或较深窄的横向磨裂。

2)?坯料在拔长时于侧表面形成明显的锤痕或折叠,镦粗时成为裂纹源。

?3)铆锻过渡,镦粗时形成横向汇流折波。

4)?锻件冷却过急或没能及时退火。


10、盘形刀片内孔碳化物剥落

这种缺陷多发现在车内孔或淬火后,碳化物剥落在内孔壁上发生,位置居中,方向与水平略呈倾斜(与原材料碳化物带的镦粗走向一致)。这种缺陷虽不能称之为裂纹,但也破坏了金属的连续性。与一般锻裂相比,缺口较宽、尾部变钝,多产生于外形尺寸较大的圆饼锻件,如剃齿刀、盘形插齿刀等锻件。

原材料心部有明显的碳化物带,在镦粗过程中被压缩、聚集、折叠,在车内孔或淬火时脱落。


11、冲孔周边裂纹

此裂纹的特征是:裂纹位于冲孔后的周边棱角上,呈放射状“径向”分布,有的冲孔时当即呈现,有的在冲孔后发现并扩展,产生的原因主要有3点。

1)?冲孔时锻件表面温度过低,塑性下降。

2)?冲头或锤砧没有预热。

3)?扩孔冲子锥度过大。


12、萘断口

在热处理淬火时常发现车刀一头组织正常,而另一头有萘断口;大直径铣刀某一个边缘有萘断口,而不经锻造制作的刀具均无萘断口,说明萘断口是由于锻造不良所致。一般认为锻造产生的萘断口有两个原因:

1)?锻造比太小,变形甚微(10%~15%),而且终锻温度很高(如在1100~1050℃)。

2)?返修品不经中间退火或退火不良有可能产生萘断口。


13、表面严重脱碳

这是由于在加热时,在高温下停留时间过长,表面的碳量过分烧损所致。特别是W-Mo系钢脱碳的趋向越严重。因此,要严重控制在高温下的停留时间。在能够使钢均热的前提,其停留时间应尽量短时,如在保护气氛下加热更佳。


作者简介:赵步青,江苏阜宁县人,高级工程师,已发表论文及适用文章230多篇,出版热处理专著4部,协编图书两部。研究方向:工模具热处理工艺。安徽嘉龙锋钢刀具有限公司。

版权所有,将刊登在《金属加工(热加工)》2017年第3期
http://mp.weixin.qq.com/s/LsZG63pMOHpdiQkYnF4jgQ

  

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