H13钢铝型材挤压模桥裂分析及解决方法

姚宏康 ，曹立军 ，冯明明

（1.唐山志威科技有限公司，河北唐山 064200；2.河北省工模具钢技术创新中心，河北唐山 064200）

1 引言

铝型材挤压模通常采用H13钢进行加工，在模具最终热处理后一般进行表面渗氮处理，可提高工件的表面性能，如表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合能力、耐蚀性、抗回火软化能力等，从而提高工件的使用寿命[1]。

2 模具失效问题描述

铝型材挤压模分流模上模尺寸φ250×123mm，H13 模具钢经加工、调质及表面渗氮处理后，使用过程出现不同程度的开裂问题[2～3]。因模具开裂无法继续使用，对失效模具解剖后进行失效原因分析。

3 模具形貌及主要失效位置

模具形貌及主要失效位置如图1所示。

图1 模具形貌及失效位置

4 模具解剖方式

在模具分流桥1位置取整个分流桥试样，用于模具本体及渗氮层分析，如图2、图3所示。

图2 模具取样为位置示意图

图3 硬度及冲击试样取样示意图

5 失效原因分析

5.1 模具本体分析

检测设备：赛默飞ARL4460 直读光谱分析仪、德国Wilson RB2000R 洛氏硬度计、德国蔡司Axio Scope.A1 正立式光学显微镜、PTM2302-D1 冲击试验机。

（1）模具本体化学成分分析。

模具本体化学成分分析如表1所示。

表1 模具本体化学成分 W%

模具本体取样进行直读光谱分析，化学成分符合H13技术要求。

（2）模具本体截面硬度分析。

模具本体截面硬度分析如表2所示。

表2 模具本体不同位置截面硬度

模具本体进行落实硬度检测，截面硬度基本符合挤压模硬度要求。

（3）模具基体及裂纹位置高倍分析如表3所示。

表3 模具基体及裂纹位置高倍