Nguyên nhân nào gây ra sự phá vỡ của quá trình chết dần dần chính xác cacbua xi măng？

Khuôn dập tiến bộ là đại diện của khuôn dập chính xác. Đặc tính của nó là tốc độ cao, hiệu quả cao và độ chính xác cao làm cho nó được sử dụng rộng rãi trong sản xuất và chế tạo các bộ phận điện tử vi mô chính xác, và ngày càng nhiều bộ phận vừa và lớn cũng được sản xuất bằng khuôn đúc chính xác. Tuy nhiên, các yêu cầu về tốc độ cao, độ chính xác cao, nhỏ và khối lượng lớn này cũng đặt ra thách thức đối với sức bền và khả năng chống mài mòn của khuôn. Mòn chết sẽ làm giảm độ chính xác của sản phẩm và tuổi thọ của khuôn chết. Việc dừng nghiền hoặc đứt gãy sẽ làm trì hoãn giờ làm việc, giảm hiệu quả sản xuất và tăng chi phí sản xuất. Do đó, cải thiện độ bền của khuôn và khả năng chống mài mòn đồng nghĩa với việc giảm chi phí và nâng cao hiệu quả sản xuất.

Vật liệu khuôn là yếu tố chính quyết định độ bền và khả năng chống mài mòn của khuôn. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến hỏng khuôn, bao gồm cấu trúc khuôn, công nghệ gia công khuôn và điều kiện làm việc của khuôn, nhưng trong phân tích cuối cùng, yếu tố trực tiếp dẫn đến mòn khuôn và hỏng hóc là độ bền và độ dẻo dai của bản thân vật liệu. Vật liệu cacbua xi măng được sử dụng rộng rãi trong khuôn dập tiến độ chính xác vì độ bền cao, độ dẻo dai cao và khả năng chống mài mòn cao. Với sự cải thiện về tốc độ dập, độ chính xác của khuôn dập và tuổi thọ của khuôn dập tiến chính xác, con người ngày càng có yêu cầu cao hơn đối với vật liệu cacbua xi măng.

Các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước đang nghiên cứu cơ chế hư hỏng mòn, nguyên nhân và các biện pháp chống mài mòn của khuôn đúc cacbua xi măng từ nhiều góc độ khác nhau. Hầu hết trong số họ nghiên cứu phân loại cacbua xi măng từ quan điểm của các yếu tố vĩ mô bên ngoài chết hỏng.

Trong bài báo này, các nguyên nhân gây ra sự cố đứt gãy của khuôn đúc liên kết cacbua xi măng wc2co được nghiên cứu từ quan điểm vi mô thông qua thử nghiệm kim loại học và kết hợp với các đặc tính của bản thân vật liệu

Nghiên cứu về cacbua xi măng wc2co

Cacbua xi măng Wc2co là vật liệu tổng hợp bao gồm cacbua kim loại chịu lửa và coban kim loại ngoại quan được sản xuất bằng cách luyện kim bột. Coban là một trong những nguyên tố nhóm sắt. Nó là một kim loại xi măng để tạo ra cacbua xi măng. Do khả năng bôi trơn và bám dính tốt của CO với WC pha cứng và khả năng hòa tan lớn của WC pha cứng trong CO, cacbua xi măng wc2co có các đặc tính tuyệt vời như cường độ cao, độ cứng cao và khả năng chống mài mòn cao. Độ bền của cacbua xi măng cao hơn nhiều so với độ bền của từng thành phần đơn lẻ. Đối với hiện tượng này, nhiều học giả đã nghiên cứu rất sâu và đưa ra một số giải thích lý thuyết mà chúng tôi cơ bản đồng tình.

Dawihl và các học giả khác ở Đức đã đưa ra lý thuyết khung xương cacbua kết dính và lý thuyết khung xương sửa đổi của nó. Họ tin rằng trong quá trình thiêu kết đóng bánh cacbua xi măng, các hạt cacbua tạo thành một khung tổng hợp liên kết với nhau, và khoảng trống của khung được lấp đầy bởi pha liên kết xuyên thấu lẫn nhau. Lý thuyết khung xương cũng cho rằng khi độ bền của khung xương cacbua là đủ,

Sự phân bố pha CO càng đồng đều thì khả năng chống đứt gãy của hợp kim càng cao; Khi pha đồng cục bộ rơi ra, khung xương của pha cứng sẽ dễ bị phá hủy và độ bền của hợp kim bị giảm. Do đó, hàm lượng và sự phân bố của pha CO có ảnh hưởng quan trọng đến tính chất của cacbua xi măng.

Gurland và cộng sự. Đưa ra lý thuyết màng và tin rằng các hạt cacbua được bao quanh bởi màng co liên tục, và màng co sẽ đóng một vai trò quan trọng trong độ bền của các hạt cacbua liền kề cao. Lý thuyết gia cường hạt được đề xuất ở Trung Quốc cho rằng độ bền lý thuyết của vật liệu cacbua và co thực sự rất cao. Chỉ vì một số lượng lớn các khuyết tật nứt trong vật liệu, cường độ thực tế của vật liệu kém hơn nhiều so với cường độ lý thuyết. Tuy nhiên, khi kích thước hạt của hai vật liệu được giảm đến một mức độ nhất định và trộn đều, xác suất xuất hiện vết nứt của hai nhóm sẽ tăng lên gấp đôi và cường độ thực tế của hai nhóm có thể được cải thiện đáng kể. Do đó, miễn là sự phân bố và kích thước hạt của các hạt WC và lớp co được kiểm soát, cường độ lý thuyết của các thành phần có thể được phát huy hết tác dụng. Do đó, các khuyết tật cấu trúc không phù hợp với khái niệm composite, chẳng hạn như hạt cacbua thô, nhóm CO và sự mất mát cục bộ của CO, sẽ ảnh hưởng đến quá trình gia cố hạt,

Độ bền và các tính chất khác của cacbua xi măng bị giảm. Từ nghiên cứu lý thuyết trên, có thể thấy rằng hàm lượng và độ đồng đều phân bố của vật liệu pha CO có ảnh hưởng quan trọng đến cường độ của vật liệu cacbua xi măng wc2co. Khi các vật liệu đồng pha bị hư hỏng hoặc thiếu một phần hoặc xếp chồng lên nhau một phần, cường độ của cacbua xi măng cũng sẽ bị phá hủy.

kiểm tra kim loại của cú đấm gãy

Trong nghiên cứu này, cú đấm bị gãy trong điều kiện mài mòn bình thường sau khi gia công tốc độ cao được lấy làm mẫu. Mẫu này đến từ một công ty sản xuất linh kiện chính xác ở Thâm Quyến và vật liệu đục lỗ là cacbua xi măng cd750. Tại l EO 1530vp Electronics

Cấu trúc vi mô và thành phần của các mẫu được quan sát bằng kính hiển vi quét và máy quang phổ năng lượng inca300. Hình 1 là hình thái của quả đấm gãy. Qua hình vẽ có thể thấy phần miệng vỡ của khuôn không đều nhau và phần phi lê bên hông khuôn được bày ra. Mặc rất nghiêm túc.

Hình 1 hình thái gãy của cú đấm

Hình 2 là sơ đồ cấu trúc vi mô của phần trung tâm của vết đứt gãy, trong đó các hạt WC khổng lồ được xếp chồng lên nhau một cách chắc chắn và có trật tự với các cạnh và góc rõ ràng; Do phần trung tâm không bị ảnh hưởng bởi sự ăn mòn và ăn mòn của chất bôi trơn khi khuôn làm việc, nghiên cứu này cho rằng cấu trúc tổ chức và thành phần của phần trung tâm hoàn toàn giống với vật liệu ban đầu.

Hình 2 cấu trúc vi mô của phần trung tâm của vết gãy

Hầu hết các khuôn dập tiến bộ chính xác bằng xi măng đều được mài. Hình 3 cho thấy bề mặt làm việc của khuôn. So sánh với vật liệu cơ bản được thể hiện trong Hình 2, có thể nhìn thấy các vết mài rõ ràng. Các cạnh, góc nhọn của khối WC được mài phẳng và bề mặt phẳng.

Hình 3 bề mặt làm việc của khuôn

Hình 4 là cấu trúc vi mô của bề mặt làm việc khuôn tại vết gãy khuôn. Trong hình, dấu vết mài của khối WC giảm đi rất nhiều, còn dấu vết rơi ra của khối WC (phần thể hiện trong khung hình elip) rất rõ ràng, dẫn đến khối WC lộ ra không mài bên trong, và bề mặt làm việc. của khuôn không đồng đều và ranh giới mờ.

Hình 4 cấu trúc vi mô của bề mặt khuôn khi đứt gãy

Hình 5 là kết quả phân tích phổ năng lượng của phần trung tâm của vết nứt được thể hiện trong Hình 2 và Hình 6 là kết quả phân tích phổ năng lượng của bề mặt làm việc của khuôn tại vết nứt được thể hiện trong Hình 4. Từ sự so sánh của Các cực đại phổ năng lượng, có thể thấy rằng giá trị đỉnh của thành phần W trong phần bề mặt làm việc của khuôn cao hơn đáng kể so với phần trung tâm, trong khi giá trị đỉnh của thành phần CO thấp hơn ở phần trung tâm. Việc phát hiện tương đối các giá trị hàm lượng của hai thành phần cũng cho thấy rằng ở phần trung tâm của vết đứt gãy, hàm lượng W chiếm 75% và hàm lượng CO chiếm 25%; Trên bề mặt làm việc của khuôn tại điểm đứt gãy, hàm lượng W là 91,93%, trong khi hàm lượng CO chỉ là 8,07%. Do cấu trúc vi mô và thành phần của phần trung tâm hoàn toàn giống với cấu trúc của vật liệu ban đầu, nên có thể giải thích rằng hàm lượng của pha liên kết CO trên bề mặt làm việc của khuôn tại vết đứt gãy giảm đáng kể so với pha ban đầu. vật liệu cacbua xi măng.

Hình 5: Phát hiện phổ năng lượng cực đại của bề mặt làm việc chết khi đứt gãy

Hình 6 giá trị đỉnh của phát hiện phổ năng lượng tại tâm điểm đứt gãy

 phân tích gãy xương

Nguyên nhân trực tiếp của gãy khuôn là do vật liệu không đủ độ bền và độ dẻo dai. Từ nghiên cứu trước đây về tính chất của cacbua xi măng wc2co, có thể biết rằng cường độ và độ dẻo dai của cacbua xi măng phụ thuộc phần lớn vào hàm lượng CO và điều kiện liên kết.

Trong các bộ phận dạng lồi đứt gãy, sự mài mòn bề mặt làm mất nguyên tố Co và hàm lượng thành phần CO giảm rõ ràng. Sự mất mát CO phá hủy tính liên tục của khung xương WC pha cứng, trạng thái liên kết của khối WC cũng thay đổi theo. Khi sự mất pha CO xung quanh bề mặt khối WC đạt đến một mức độ nhất định, tác dụng liên kết và gia cố tổng hợp của CO so với các hạt WC sẽ bị suy yếu rất nhiều hoặc thậm chí biến mất, dẫn đến các hạt WC rơi ra khỏi ma trận vật liệu và tạo thành các hố trên bề mặt khuôn, Đồng thời, khối WC bên trong khuôn không mài cũng lộ ra ngoài, phá hủy cấu trúc khung xương pha cứng ban đầu; Khối WC lộ ra với các cạnh và góc sắc nhọn làm giảm khả năng chống mài mòn của cacbua xi măng và tăng tốc độ mài mòn của cacbua xi măng; Điều này cũng làm tăng tốc độ mất Co.

Sự kết luận

Hình thái vi mô của bề mặt làm việc của khuôn tại miệng đứt gãy được quan sát và so sánh với hình thái vật liệu ban đầu và bề mặt làm việc mài ban đầu của khuôn; Sự khác biệt về thành phần của CO và W trong bề mặt làm việc của khuôn ở miệng đứt gãy và vật liệu cacbua xi măng gốc được so sánh bằng EDS, và thu được các kết luận sau:

(1) Hàm lượng và độ đồng đều phân bố của các nguyên tố pha CO có ảnh hưởng quan trọng đến tính chất của cacbua xi măng wc2co. Sự mất mát CO sẽ trực tiếp dẫn đến sự suy giảm các đặc tính của cacbua xi măng wc2co.

(2) Trong quá trình luyện phôi tốc độ cao, sau khi khuôn ximăng cacbua bị mòn, bề mặt khuôn không bằng phẳng và cấu trúc khung bị hư hỏng do các hạt CO và WC rơi ra.

(3) Trong điều kiện chần tốc độ cao, sự mài mòn khuôn cho thấy hàm lượng nguyên tố Co giảm đáng kể, và tác dụng tăng cường liên kết và tổng hợp của CO so với pha cứng WC bị suy yếu, làm giảm độ bền và độ dẻo dai của vật liệu, làm tăng tốc độ mài mòn vật liệu, và dẫn đến đứt gãy.