里氏硬度計在熱處理行業中的實際應用
二、用里氏硬度計測試硬度來分析、驗證中大型復雜結構模具工藝
這是一支用馬氏體不銹鋼所制作的飼料模具,主要用于生產飼料。模具上有10000~27000個孔,每小時有10噸的混合飼料粉狀物從模孔區擠出成為顆粒狀。所以環模質量與使用壽命的關鍵控制點是環模上模孔區的硬度與滲層。以下是模孔磨損的實物圖片:
由于模具尺寸大,而且模孔分布在外圓上,測試點是個曲面,孔與孔之間的間距一般有3~4mm,在這種條件下正好發揮了里氏硬度計的多樣適用性與小巧攜帶方便的特點,能夠準確的測試出模孔處實際硬度。根據實測的硬度以及對試塊所作的金相分析,可更合理的修正和制定工藝,充分發揮材料潛力,提高使用壽命。如環模一小時出10噸飼料,當延長10小時使用壽命就可出100噸飼料,會給企業帶來巨大的經濟效益。
三、工模具失效分析中里氏硬度計的作用
材質5CrMnMo大型熱鍛模具在使用中常因為型腔早期磨損、塌陷而失效。如下圖:
當用里氏硬度計對磨損區測試硬度時發現磨削的硬度值低于未使用前測試的硬度(38~42HRC)在32~34HRC范圍。這就說明在紅熱的毛坯(>10000C)對型腔加熱的第二階段(毛坯在型腔加熱大體可分為四個階段),受熱量大約在80%~85%時,因模腔壁厚散熱慢,某些點區溫度高達6500C以上。當模具型腔因傳導受熱后溫度超過模具回火溫度,模具在工作過程中是處在繼續回火過程階段,將繼續發生組織與性能的變化,就造成了磨損區硬度值的降低而發生熱磨損,就表明5CrMnMo這種熱作模具鋼不適宜做大型模具。當選用600~6500C溫區內服役的熱作模具如3Cr2W8V,3Cr3Mo3VNb這類熱穩定性、熱強性、屈服強度的熱作模具鋼比采用5CrMnMo更適宜。
在中國這個工業化進程還遠沒有完成的情況下,迫切需要努力縮短與國際先進制造水平的差距,作為企業必須從戰略高度上來認識到熱處理行業,不僅從設備、工藝,尤其是檢測設備急需要不斷吸取國內外新技術,更要看在熱處理企業中實際生產應用的情況。這才是一個非常明智的舉措,因為在加入WTO后按世貿規則有五年過渡期,對我國制造業而言,這是一個非常關鍵的時期,之所以說是關鍵是因為過渡期后我國制造業企業基本上將處于國外大公司同等競爭地位,而且在這過渡期中,我們尚可充分準備提升競爭力,所以這是對企業非常緊迫的要求。
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