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　　作者:张璐，邓灵渠，刘云林，刘

　　(1)宏观断裂分析

　　图1模具抽芯外观

　　图2模具抽芯的断口形貌

　　图3模具抽芯断口分析

　　(2)成分分析

　　对抽芯断面取样，用直读光谱分析仪测得的化学成分见附表。可以看出，抽芯的化学成分符合H13钢的标准。

　　应该模具钢实测化学成分(质量分数)与H13钢化学成分的比较(%)

　　0.37~0.42

　　5.0~5.5

　　0.2~0.5

　　1.2~1.75

　　0.8~1.2

　　0.8~1.2

　　(3)微观分析

　　从工件裂纹部位切取纵向和横向试样块，经打磨、抛光和腐蚀后观察，如图4和图5所示。纵向看金相组织，根据北美压铸协会带状组织/微观不均匀性评级标准NADCA#207-2003，带状组织等级在可接受范围内，碳化物分布细小均匀。横向看金相组织，基体为回火马氏体和细小碳化物，晶粒尺寸为7 ~ 8；洛氏硬度46 ~ 48 HRC，满足硬度要求。正常的金相组织不是抽芯断裂的原因。

　　图4带状结构

　　图5矩阵结构

　　沿裂纹源纵向切开，观察内腔壁附近的金相组织。发现内腔壁非常粗糙，有大量横向裂纹，如图6所示。

　　图6内腔壁附近的横向裂纹

　　图7电火花加工后的白亮层和微裂纹

　　考虑到抽芯腔长期被冷却水包围，水质为普通自来水，在这样的环境下容易发生腐蚀，如图8所示。横向裂纹中有大量腐蚀产物。在抽芯冷却水路中，当水温达到60℃以上时，钙镁离子容易分解结垢。当水冷却时，冷却水中的微溶物质结晶析出，在抽芯腔内表面形成硫酸钙、碳酸钙等水垢。水中含有的溶解气体和腐蚀性盐等电解质与H13有关模具钢接触，由于电解质的作用，使模具钢Fe2+在表面析出，内腔表面被腐蚀。同时，空气中的灰尘和杂物混入冷却水中， 导致微生物的繁殖，加速模具的抽芯腐蚀。

　　图8横向裂纹中的腐蚀产物

　　2.改进和效果

　　图9改进EDM后的白亮层

　　之后必须去除白色层，但是手工抛光必然会导致抛光面粗糙。h13产于中国。模具钢制造商，不平的表面也会成为断裂的起点。为了尽量减少这种不平整的表面，采用电解抛光。打磨好的抽芯腔是阳极，难溶金属是阴极，两极同时浸入电解槽中。施加直流电产生选择性阳极溶解，从而降低型腔表面粗糙度，达到表面光滑的效果。

　　(1)模具电火花加工后，必须去除白层，型腔表面必须电解抛光，增加光洁度，防止微裂纹的产生和扩展。

　　(2)在普通自来水的环境下，通过冷却水通道的抽芯腔会被腐蚀，造成断裂。在冷却水中加入一定量的缓蚀剂和阻垢剂后，有效地减少了腐蚀，延长了模具的寿命。h13产于中国。模具钢制造商？

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