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2939 监控球外形罩模具设计 监控 外形 模具设计

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内容简介：

断裂力学性能拉伸和大型塑料模具钢块疲劳性能之间的关系摘要：塑料模具如保险杠，仪表板，汽车零部件等通常是由大型预硬化钢块加工的。由于其尺寸，热处理生产混合的微观结构，不断与来自淬火表面的距离，在这改变断裂韧性和抗疲劳性能是众所周知的，通常低于一个完全淬火和回火条件。模具的反应缺陷（例如，由于不正确的焊接裂纹床沉积），着重讨论在服务取决于钢性能。这反过来取决于热处理和微观结构。点态确定的拉伸，夏比逐点测定V型缺口，断裂韧性和旋转弯曲疲劳性能进行了大的数据块。研究了高周疲劳调查在楼梯的情况的方法。样品取自不同深度的花朵。之间的力学性能，断裂的关系表面形貌及微观结构进行了研究。关键词：塑料模具钢金相，机械性能;断裂韧性，高循环疲劳断口1介绍大型锻钢坯(通常截面尺寸1米1米且超过1米长)通常是用来制造塑料模具的(图1a),也用来辅助制作汽车零部件,如热塑性塑料保险杠、仪表盘,通常是聚丙烯或强化聚丙烯丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)。应力取决于模具在生产时注射聚合物的压力和当时的热梯度段,并会通过缝隙和各种设计缺陷而增大（尤其是不受热处理影响的焊接沉积物，所以建议用较小的组合件）。 压力还会因为不正确的操作而大幅提高,如已形成的不完的塑件，每个模具在它的使用寿命内将会生产数百万件产品,相当于一个汽车的总运行寿命;因此,疲劳效应也需要经过仔细考虑。发现高压的树脂流是裂纹发生甚至扩展的主要诱因，流动树脂渗入裂纹正好起到了一个楔子的作用。由于经济和物流的原因,传统机械部件的生产过程(粗加工、热处理工艺和精加工)已被放弃,常用预硬化加工钢坯代替。最常用的钢材是1.2738(或40CrMnNiMo8-6-4、ISO 4957标准),heat-treatable,0.4% C,high-hardenability,低合金钢表1钢坯的截面尺寸常与原钢坯锭节相同（因为大锭是不可行的）；因此，只有通过反复锻造的过程和每个组成的交替伸长和压缩周期才能获得一个合适的减速比。总变形远量小于在每个步骤中的变形量，并且在效果没有可比性，因为每个步骤实现只有有限的减速比（1.5是一个可能的值）。根据钢坯大小,脱氢阶段可能需要数天,而奥氏体化、回火阶段只要1 - 2天。通常情况下，钢坯的奥氏体化在840-880摄氏度的温度范围,然后在油中淬火，温度范围在550-600摄氏度（超过一个回火阶段可以应用）最终获得一个330-300 HB的硬度。加热阶段通常在空气中进行。由于锻造在加热过程中会产生明显的脱碳毛坯，外部物质脱离（通常执行的是行标）可高达20毫米（加上尺度）。此外，钢坯可分成需要的大小的尺寸（一般不对称）；保险杠模具钢坯通常锯成一个U字形。这种钢坯的规格超过淬透性钢1.2738，,因此在大型油淬钢坯微观结构中发生了微观变化，都会受到随后回火的影响。 最后模具的形状是在抛光或电加工模具车间完成的，其次是在特定区域内研磨抛光或未抛光的模具及表面进行处理；根据要求，随着焊接点的增加，形状处理也应该增加。由于锯切加工操作,任何在原有的不同部位的微观结构都会发生变化，都会在模具的表面得以体现,位置和缝隙处的焊接热效应缺陷通常都存在。先前的研究已经表明简单的混合淬火对于淬火和回火韧性低德合金钢的微观组织会产生不良影响;然而，虽然已经研究了其他工具钢的断裂韧性，但考虑到其与大型钢坯内部发生的不同的微观结构的关系，同样的上述钢的性能最近才由作者进行了分析。现在的工作，对后者的成果(涉及抗剪强度,硬度、拉伸性能和应变能力)进行了总结并研究完成了钢的疲劳过程和深度分析断裂发生在不同测试试样表面的评估断裂的机制。4结论 对钢坯应进行整体的微观结构检查。回火马氏体只发生在接近表面处，逐渐到钢坯内部，上下贝氏体（回火）遍布整体;珠光体逐渐出现在更深的部位，并成为核心的主要组织。 硬度和拉伸性能在钢坯内部会发生明显变化，然而,除了核心区,他们在整体上是符合一般值的。应该看到，最小拉伸性能值在空间上不对应测量的最小硬度值;如考虑三维效果，应该得出这样的结论，钢坯的最小拉伸性能小于最小实测值。 淬火和回火钢的断裂韧性值是非常小的（约40MPam1 / 2），考虑到最大的抗拉强度始终与实验一致，因纯变形而断裂的一般是 减聚力的作用。室温下，这种钢是在其比较韧，脆性转变的温度曲线范围。在核心处适度的断裂韧性提高可以归因于能耗的韧性区域，当深度增加时，它们出现在一个有限的分断裂面，均不接近表面并且逐步向中心靠拢。相比之下，所有单独重新加热处理（淬火和回火）的样本导致断裂韧性值超过60MPam1 / 2，有的超过100MPam1 / 2，甚至会有较高的强度。因此，观察到标本的低韧性是由于热处理导致的微结构所造成的影响，并在较大的尺寸的钢坯和模具上表现出宏观上的性能。而本文关注的问题只是钢坯，很有必要注意的是已出版的Charpy-V的结果，得到的样品可以代表一个同钢级的钢坯，不同的制造商生产的钢坯韧性是不同的。 当旋转弯曲疲劳强度振幅在N = 4.2106周期时，且在钢材表面为560MPa和钢材核心接近495MPa时，获得的无缺口试样，显然与钢的抗张强度成正比，而不是其断裂韧性。对该样品单独重新加热处理时其疲劳强度增长约25，但由于原来的保持状态的差异。后者真实原因仍有待进一步讨论。钢断裂的方式所体现的不同宏观脆性（即塑性约束）与其在不同的热处理条件而造成的从表面到核心钢坯的不同韧性有关，但这些影响不能完全解释单独加热处理时的高韧性试样，此后的事实表明其是一个微米级尺度的微观结构上的差异。扫描电镜观察抛光和蚀刻部分的研究正在进行中。更高应力的模具的横向组件中经常发生模具闭合力，并在这种情况下，位于远离模具区域且曲率半径大的地方可以（并且通常是）被采用。因此，钢的无缺口疲劳行为是在亚临界缺陷在这些区域传播，而最初的钢的断裂韧性，和对于这种缺陷在整个模具脆性传播有关。无论是无缺口疲劳强度，断裂韧性（如wellas的KV冲击能量）通常没有提及在塑料模具钢的规