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作者:張璐，鄧靈渠，劉云林，劉
(1)宏觀斷裂分析
圖1模具抽芯外觀
圖2模具抽芯的斷口形貌
圖3模具抽芯斷口分析
(2)成分分析
對抽芯斷面取樣，用直讀光譜分析儀測得的化學成分見附表。可以看出，抽芯的化學成分符合H13鋼的標準。
應該模具鋼實測化學成分(質量分數)與H13鋼化學成分的比較(%)
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)微觀分析
從工件裂紋部位切取縱向和橫向試樣塊，經打磨、拋光和腐蝕后觀察，如圖4和圖5所示。縱向看金相組織，根據北美壓鑄協會帶狀組織/微觀不均勻性評級標準NADCA#207-2003，帶狀組織等級在可接受范圍內，碳化物分布細小均勻。橫向看金相組織，基體為回火馬氏體和細小碳化物，晶粒尺寸為7 ~ 8；洛氏硬度46 ~ 48 HRC，滿足硬度要求。正常的金相組織不是抽芯斷裂的原因。
圖4帶狀結構
圖5矩陣結構
沿裂紋源縱向切開，觀察內腔壁附近的金相組織。發現內腔壁非常粗糙，有大量橫向裂紋，如圖6所示。
圖6內腔壁附近的橫向裂紋
圖7電火花加工后的白亮層和微裂紋
考慮到抽芯腔長期被冷卻水包圍，水質為普通自來水，在這樣的環境下容易發生腐蝕，如圖8所示。橫向裂紋中有大量腐蝕產物。在抽芯冷卻水路中，當水溫達到60℃以上時，鈣鎂離子容易分解結垢。當水冷卻時，冷卻水中的微溶物質結晶析出，在抽芯腔內表面形成硫酸鈣、碳酸鈣等水垢。水中含有的溶解氣體和腐蝕性鹽等電解質與H13有關模具鋼接觸，由于電解質的作用，使模具鋼Fe2+在表面析出，內腔表面被腐蝕。同時，空氣中的灰塵和雜物混入冷卻水中， 導致微生物的繁殖，加速模具的抽芯腐蝕。
圖8橫向裂紋中的腐蝕產物
2.改進和效果
圖9改進EDM后的白亮層
之后必須去除白色層，但是手工拋光必然會導致拋光面粗糙。h13產于中國。模具鋼制造商，不平的表面也會成為斷裂的起點。為了盡量減少這種不平整的表面，采用電解拋光。打磨好的抽芯腔是陽極，難溶金屬是陰極，兩極同時浸入電解槽中。施加直流電產生選擇性陽極溶解，從而降低型腔表面粗糙度，達到表面光滑的效果。
(1)模具電火花加工后，必須去除白層，型腔表面必須電解拋光，增加光潔度，防止微裂紋的產生和擴展。
(2)在普通自來水的環境下，通過冷卻水通道的抽芯腔會被腐蝕，造成斷裂。在冷卻水中加入一定量的緩蝕劑和阻垢劑后，有效地減少了腐蝕，延長了模具的壽命。h13產于中國。模具鋼制造商？
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