QCM8 模具钢组织结构及渗氮后疲劳性能研究(3)

    用显微维氏硬度计测定 QCM8 钢渗氮层梯度硬 度,换算成洛氏硬度,如图 4. 

    从图 4 可以看出:渗氮 QCM8 钢表面硬度达到 HRC69. 4,由表面及里,随着渗 层深度的增加,硬度减少,大约 0. 1 mm 后硬度稳定在 HRC62 左右,表明渗氮层深度约 0. 1 mm,同时可以发 现,渗氮没有明显降低 QCM8 钢心部的硬度. 对渗氮 QCM8 钢旋转弯曲疲劳试样进行疲劳测 试,平均寿命为 7. 34×106 ,与没有渗氮 QCM8 钢旋转弯 曲疲劳试样的平均寿命1. 02×106 相比,提高了约7 倍. 渗氮 QCM8 钢疲劳属于单源断裂,

图 5 为断口疲 劳源区全貌,疲劳源区呈黑色扇形,为疲劳源和稳定扩 展区,疲劳源接近表面. 图 6 为渗氮 QCM8 钢疲劳断口 疲劳源区高倍照片,可以看到疲劳源区组织细密,表明其扩展寿命较长. 图 7 为渗氮 QCM8 钢疲劳瞬断区, 呈韧窝状,韧性较好。

    经过试验验证,QCM8 钢精密冲压模具经渗氮后较少出现裂纹和崩裂,大大提高了使用寿命。

    结 论 (1)

    QCM8 钢碳化物较多,有条状也有细粒状,分布 均匀,条状尺寸更大 20 ~ 30 μm;细粒状碳化物分布弥 散. 基体为典型的位错马氏体,板条较宽,平均宽度在 200 nm 左右,形状规则. (2)对渗氮 QCM8 钢旋转弯曲疲劳试样进行疲劳 测试,平均寿命为 7. 34×106 ,与渗氮前 QCM8 钢旋转弯 曲疲劳试样的平均寿命1. 02×106 相比,提高了约7 倍. (3)疲劳断口分析表明属于单源断裂,疲劳源区呈 黑色扇形,为疲劳起源和稳定扩展区,疲劳源接近表 面;疲劳源区结构致密,瞬断区韧性较好. (4)用 QCM8 钢加工的精密冲压模具经渗氮后较 少出现裂纹和崩裂,大大提高了使用寿命. 参考文献: [1] 潘金芝,任瑞铭,戚正风. 国内外模具钢发展现状[J]. 金属热处理,2008,33(8):10-15. [2] 崔 . 国内外模具用钢发展概况[J]. 金属热处理,2007,32(1):1-11. [3] 胡传炘. 表面处理技术手册[M]. 北京:北京工业大学出版社,2001:16-19. [4] 韩文,林有敏. 大锥角圆锥滚子冷冲压模具的改进[J]. 轴承,2004(2):32-33. [5] 薛仰荣. 高速冷冲压模具的研究[D]. 上海:上海交通大学,2009:6-15. [6] 林建平. 我国冷冲模发展现状及发展建议[J]. 电加工与模具,2010(S1):26-30. [7] 陈锡栋,靖颖怡. 冲模设计应用实例[M]. 北京:机械工业出版社,1999:25-30. [8] 罗益旋. 更新冲压新工艺、新技术及模具设计实用手册[M]. 长春:银声音像出版社,2004:21-22. [9] 姜奎华. 冲压工艺与模具设计[M]. 北京:机械工业出版社,1998:31-39. [10] 陈林. 从失效分析看模具寿命及影响因素[J]. 金属成形工艺,1996,14(2):43-47. [11] 冯光勇. 冷冲压模具复合强韧化及微观组织[D]. 成都:西华大学,2008:3-6. [12] 王冲. 高精度级进模的失效分析[J]. 模具工业,2004(10):24-27. 【责任编辑:郭 伟】