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某設(shè)計(jì)開發(fā)的S136塑料模具,在服務(wù)300多模次后即發(fā)生早期開裂,需重新加工更換,造成停產(chǎn)損失。
裂紋源發(fā)生于冷卻水道;
裂紋中含有氯/鈣/鎂/銅等異常元素;
合模具有沖擊力,急冷急熱易產(chǎn)生熱應(yīng)力。
一、失效機(jī)理
應(yīng)力腐蝕開裂
水道中自來水含有有害雜質(zhì)元素,如Cl
圖2分析方案流程圖
沿著冷卻水道內(nèi)壁目視下可以觀察到C位置有明顯的宏觀裂紋;
D/E/F處有許多裂紋;
水道內(nèi)壁表面能觀察到明顯腐蝕,參考A/B位置;
裂紋起源于水道內(nèi)壁,呈樹枝狀,中間一條主裂絲毫,周圍很多細(xì)小分支裂紋,呈應(yīng)力腐蝕特征;
在裂紋處均偵測到異常的腐蝕性元素cl、O;
冷卻水道內(nèi)表面亦偵測到Mg/Ca/Cu元素,來源于冷卻水中雜質(zhì);
二、分析與討論
受應(yīng)力的零件在特定環(huán)境下產(chǎn)生滯后開裂或斷裂的現(xiàn)象稱為應(yīng)力腐蝕斷裂.其環(huán)境包括：潮濕的空氣、雨水、海水、氨水、氯化物水溶液、酸、有機(jī)溶液等。
一般說來,馬氏體不銹鋼耐蝕較好,但在一些特定的環(huán)境下如海水、高溫高壓水、高溫堿水等介質(zhì)中可以對馬氏體鋼產(chǎn)生腐蝕作用。
應(yīng)力腐蝕斷裂的三個條件:應(yīng)力、腐蝕介質(zhì)和金屬材料。
本案例中,應(yīng)力可能來源于合模沖擊力、水的急冷急熱的熱應(yīng)力,腐蝕介質(zhì)為水道中的冷卻自來水。
模仁開裂的主要原因是應(yīng)力腐蝕,裂紋起源于冷卻水道。
水道中的水為腐蝕介質(zhì)地鐵s136,開模閉模產(chǎn)生的沖擊力及水的急冷急熱的熱應(yīng)力為應(yīng)力腐蝕的力學(xué)條件地鐵s136。
模仁的化學(xué)成份、硬度及金相組織均正常。
1.盡量采用純水冷卻,降低氯離子含量;
2.適當(dāng)添加緩蝕劑;
3.適當(dāng)增加水道壁厚,提高模仁強(qiáng)度。
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