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大型壓鑄機45號空心鍍鉻管斷裂失效分析

作者:www.inaseo.com 發布于:2019-02-11 17:39:29 點擊量:

通過斷口觀察、組織分析以及有限元分析等手段研究了某大型壓鑄機45號空心鍍鉻管斷裂失效原因。結果表明,45號空心鍍鉻管內部存在明顯的冶金和熱處理缺陷,裂紋源區有皮下氣泡和非金屬夾雜物,組織中存在網狀和游離鐵素體。45號空心鍍鉻管應力最大值出現在和頭板的連接處,在應力集中的螺紋根部形成裂紋是45號空心鍍鉻管斷裂的主要原因。

45號空心鍍鉻管是大型壓鑄裝備中極為關鍵的零部件,它通過兩端螺紋結構分別與定型座板和合模尾板連接,同時對動型座板起導向作用,以完成壓鑄件高速精密成形;大型壓鑄機工作過程中四根45號空心鍍鉻管共同承受數百噸甚至上千噸的鎖模力,且往復循環工作。某大型壓鑄機在實際工作中發生的45號空心鍍鉻管突然斷裂事故,使昂貴、復雜的壓鑄模具完全損壞,運行中的壓鑄機及壓鑄生產線全面癱瘓,造成巨大的經濟損失。如此結構簡單的45號空心鍍鉻管為什么會發生突然斷裂?其中原因是什么?應該采取什么樣的措施杜絕此類事件再次發生?為順利完成“3500t精密臥式實時控制壓鑄機及成套設備”項目,保障壓鑄設備安全、穩定、持久運行。本文針對這一案例,從材料質量、組織性能、斷口形貌、力學分析等方面著手,分析和研究45號空心鍍鉻管斷裂失效的原因和機理,尋找防止45號空心鍍鉻管出現這種非正常的惡性失效事故預防措施,從根本上杜絕此類事件的再次發生。

(1)失效件斷口裂紋源處發現成片皮下氣泡,非金屬夾雜物尺寸達到破壞疲勞性能的理論條件。應減少非金屬夾雜物和皮下氣泡,嚴格控制冶煉工藝。

(2)組織中存在熱加工冷速較慢產生的網狀鐵素體和淬火不足遺留的游離鐵素體,使得45號空心鍍鉻管芯部強度硬度不均。網狀鐵素體可通過正火消除,保證淬火時進行充分奧氏體化以消除游離鐵素體。

(3)45號空心鍍鉻管頭板處螺母根部為理論受力最大處,與實際斷裂位置一致。應從結構設計上優化鎖模支撐系統,降低某一個位置成為疲勞軟點的可能性。一旦發生偏載,將發生該處應力急劇增大而引發斷裂事故。在實際生產中應注意裝配精度,定期調整定位齒。優化螺紋副結構,改善螺紋牙承載均勻性。


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