초경합금 정밀 프로그레시브 다이의 파손 원인은 무엇입니까?

프로그레시브 다이는 정밀 스탬핑 다이의 대표입니다. 고속, 고효율 및 고정밀의 특성으로 인해 정밀 마이크로 전자 부품의 생산 및 제조에 널리 사용되며 점점 더 많은 중대형 부품이 정밀 프로그레시브 다이로 제조됩니다. 그러나 이러한 고속, 고정밀, 소형 및 대량 작업 요구 사항은 또한 다이의 강도 및 내마모성에 대한 문제를 제기합니다. 다이 마모는 제품 정확도와 다이 수명을 감소시킵니다. 셧다운 연삭 또는 다이 파단은 작업 시간을 지연시키고 생산 효율성을 감소시키며 생산 비용을 증가시킵니다. 따라서 금형 강도 및 내마모성을 향상시키는 것은 비용을 절감하고 생산 효율성을 향상시키는 것을 의미합니다.

다이 재료는 다이 강도와 내마모성을 결정하는 주요 요소입니다. 다이 구조, 다이 가공 기술 및 다이 작업 조건을 포함하여 다이 파손의 원인은 여러 가지가 있지만 최종 분석에서 다이 마모 및 파단 파손으로 이어지는 직접적인 요인은 재료 자체의 강도와 인성입니다. 초경합금 재료는 고강도, 고인성 및 높은 내마모성으로 인해 정밀 프로그레시브 다이에 널리 사용됩니다. 정밀 프로그레시브 다이의 스탬핑 속도, 스탬핑 정확도 및 다이 수명이 향상됨에 따라 사람들은 초경합금 재료에 대한 요구 사항이 점점 더 높아졌습니다.

국내외 연구원들은 초경합금 프로그레시브 다이의 마모 메커니즘, 원인 및 내마모성 대책을 다양한 각도에서 연구하고 있습니다. 그들 대부분은 외부 거시적 요인 금형 파손의 관점에서 초경합금 등급을 연구합니다.

본 논문에서는 wc2co 초경합금 프로그레시브 다이의 파괴 파괴 원인을 금속 조직학적 시험을 통해 미시적 관점에서 연구하고 재료 자체의 특성과 결합

wc2co 초경합금에 대한 연구

Wc2co 초경합금은 분말 야금으로 생산되는 내화 금속 탄화물과 결합 금속 코발트로 구성된 복합 재료입니다. 코발트는 철족 원소 중 하나입니다. 초경합금을 만들기 위한 초경합금입니다. 경질상 WC에 대한 CO의 우수한 윤활성 및 접착력 및 CO에서 경질상 WC의 큰 용해성으로 인해 wc2co 초경합금은 고강도, 고경도 및 고내마모성과 같은 우수한 특성을 갖습니다. 초경합금의 강도는 각 단일 구성 요소의 강도보다 훨씬 높습니다. 이 현상에 대해 많은 학자들이 매우 심도 있게 연구하여 우리가 기본적으로 동의하는 몇 가지 이론적 설명을 제시했습니다.

Dawihl과 독일의 다른 학자들은 초경합금 골격 이론과 수정 골격 이론을 제시했습니다. 그들은 초경합금 연탄 소결 동안 탄화물 입자가 상호 연결된 골재 골격을 형성하고 골격의 틈이 상호 침투하는 결합 상 Co로 채워진다고 생각합니다. 초경합금의 특성은 공동 상에 의해 강화된 탄화물 골격에 의해 발생합니다. 골격 이론은 또한 탄화물 골격의 강도가 충분할 때,

CO 상의 분포가 균일할수록 합금의 파괴 저항이 높아집니다. 국부적인 동상이 떨어지면 경질상의 골격이 쉽게 손상되고 합금의 강도가 감소합니다. 따라서 CO 상의 함량과 분포는 초경합금의 특성에 중요한 영향을 미칩니다.

Gurland et al. 필름 이론을 제시하고 탄화물 입자는 연속적인 공동 필름으로 둘러싸여 있으며 공동 필름은 인접한 높은 탄화물 입자의 강도에 중요한 역할을 할 것이라고 믿었습니다. 중국에서 제안된 입자 강화 이론은 탄화물 및 공동 재료의 이론적 강도가 실제로 매우 높다고 주장합니다. 재료의 균열 결함이 많기 때문에 재료의 실제 강도는 이론적인 강도보다 훨씬 낮습니다. 그러나 두 재료의 입자 크기를 어느 정도 줄이고 고르게 혼합하면 두 그룹의 균열 결함 확률이 두 배가되고 두 그룹의 실제 강도가 크게 향상 될 수 있습니다. 따라서 WC 입자 및 공동 층의 분포와 입자 크기가 제어되는 한 구성 요소의 이론적인 강도를 최대한 활용할 수 있습니다. 따라서 거친 탄화물 입자, CO 풀 및 CO의 국부적 손실과 같은 복합 개념을 따르지 않는 구조적 결함은 입자 강화 작용에 영향을 미치며,

초경합금의 강도 및 기타 특성이 감소합니다. 위의 이론적 연구로부터 CO 상 재료의 함량 및 분포 균일성이 wc2co 초경합금 재료의 강도에 중요한 영향을 미친다는 것을 알 수 있습니다. 동상 재료가 손상되거나 부분적으로 누락되거나 부분적으로 적층되면 초경합금의 강도도 손상됩니다.

골절된 펀치의 금속 조직 검사

본 연구에서는 고속 블랭킹 후 정상적인 마모 상태에서 파손된 펀치를 샘플로 취하였다. 샘플은 Shenzhen의 정밀 부품 제조 회사에서 제공되며 펀치 재료는 초경합금 cd750입니다. l EO 1530vp 전자에서

시료의 미세구조와 조성은 주사현미경과 inca300 에너지 분광기로 관찰하였다. 그림 1은 파손된 펀치의 형태입니다. 그림에서 다이의 부러진 입구가 고르지 않고 다이 측면의 필렛이 표시되는 것을 알 수 있습니다. 마모가 매우 심각합니다.

그림 1 펀치의 파단 형태

Fig. 2는 큰 WC 입자가 명확한 모서리와 모서리를 가지고 조밀하고 질서 있게 쌓여 있는 균열 중앙부의 미세구조도이다. 금형 작업 시 중심부는 마모 및 윤활유 부식의 영향을 받지 않기 때문에 본 연구에서는 중심부의 조직 구조 및 구성이 원재료와 동일하다고 판단하였다.

Fig. 2 파단 중앙부의 미세구조

대부분의 초경합금 정밀 프로그레시브 다이는 연삭됩니다. 그림 3은 다이의 작업 표면을 보여줍니다. 그림 2의 모재와 비교하면 분명한 연삭 자국을 볼 수 있습니다. WC 블록의 날카로운 모서리와 모서리는 평평하게 연마되고 표면은 평평합니다.

그림 3 다이의 작업 표면

그림 4는 다이 파단 시 다이 작업 표면의 미세 구조이다. 그림에서 WC 블록의 연마 흔적이 크게 감소 된 반면 WC 블록의 탈락 흔적 (타원형 프레임으로 표시된 부분)이 매우 명확하여 내부 연마없이 WC 블록이 노출되고 작업면 주사위가 고르지 않고 경계가 흐릿합니다.

Fig. 4 파단 시 다이 표면의 미세구조

Fig. 5는 Fig. 2의 파단 중앙부의 에너지 스펙트럼 해석 결과이고, Fig. 6은 Fig. 4의 파단 부위의 금형 가공면의 에너지 스펙트럼 해석 결과이다. 에너지 스펙트럼 피크를 보면 다이의 작업면 부분에서 W 성분의 피크 값이 중앙 부분보다 상당히 높은 반면 CO 성분의 피크 값은 중앙 부분보다 낮다는 것을 알 수 있습니다. 두 성분의 함량 값의 상대적 검출은 또한 균열의 중앙 부분에서 W 함량이 75%를 설명하고 CO 함량이 25%를 설명한다는 것을 발견했습니다. 파단 시 다이의 작업 표면에서 W의 함량은 91.93%인 반면 CO의 함량은 8.07%에 불과합니다. 중앙부의 미세구조와 조성이 원재료와 완전히 동일하기 때문에 파단 시 다이의 작업면에 결합상 CO의 함량이 원재료에 비해 현저히 감소된 것으로 설명할 수 있다. 초경합금 소재.

그림 5 파단 시 다이 작업 표면의 피크 에너지 스펙트럼 검출

Fig. 6 파단 중심에서의 에너지 스펙트럼 검출 피크값

 골절 분석

다이 파단의 직접적인 원인은 재료의 불충분한 강도와 인성입니다. wc2co 초경합금의 특성에 대한 이전 연구에서 초경합금의 강도와 인성은 CO 함량과 결합 조건에 크게 의존함을 알 수 있습니다.

파단 볼록 패턴 부분에서 표면 마모는 Co 원소의 손실을 유발하고 CO 성분의 함량은 분명히 감소합니다. CO의 손실은 WC 경질상 골격의 연속성을 파괴하고 이에 따라 WC 블록의 결합 상태가 변경됩니다. 표면 WC 블록 주변의 CO 위상 손실이 어느 정도 도달하면 WC 입자에 대한 CO의 결합 및 복합 보강 효과가 크게 약화되거나 사라지기 때문에 WC 입자가 재료 매트릭스에서 떨어지고 구덩이가 형성됩니다. 다이 표면, 동시에 연삭하지 않은 다이 내부의 WC 블록도 노출되어 원래의 단단한 단계 골격 구조를 파괴합니다. 날카로운 모서리와 모서리가 있는 노출된 WC 블록은 초경합금의 내마모성을 줄이고 초경합금의 마모를 가속화합니다. 이것은 또한 Co의 손실을 더욱 가속화했습니다. CO 및 WC 입자의 낙하 사이클이 계속 확장되어 한계에 도달할 때까지 이 부분에서 재료의 인성과 강도가 감소하여 다이가 파손되었습니다.

결론

파단 입구에서 다이 작업 표면의 미세 형태를 관찰하고 다이의 원래 재료 형태 및 원래 연마 작업 표면과 비교했습니다. 파단구의 금형 작업면과 원래 초경합금 재료의 CO 및 W 조성 차이를 EDS로 비교하여 다음과 같은 결론을 얻었습니다.

(1) CO 상 원소의 함량 및 분포 균일성은 wc2co 초경합금의 특성에 중요한 영향을 미칩니다. CO의 손실은 wc2co 초경합금의 특성 저하로 직접 이어질 것입니다.

(2) 고속 블랭킹 공정에서 초경합금 금형 마모 후 금형 표면이 고르지 않고 CO 및 WC 입자의 탈락으로 인해 골격 구조가 손상됩니다.

(3) 고속 블랭킹 조건에서 다이 마모는 Co 원소의 함량이 크게 감소하고 WC 경질상에 대한 CO의 결합 및 복합 강화 효과가 약화되어 강도 및 인성이 감소함을 보여줍니다. 재료 마모를 가속화하고 다이 파손으로 이어집니다.