H13齒輪精鍛模具失效分析與表面強(qiáng)化研究.pdf

1、H13齒輪精鍛模具在鍛造生產(chǎn)及使用過程中，不斷承受冷熱交變的熱作用和沖擊載荷，容易產(chǎn)生熱疲勞裂紋、磨損以及開裂等形式的失效，導(dǎo)致模具壽命大大降低。因此，進(jìn)行H13齒輪精鍛模具失效分析并提出相應(yīng)強(qiáng)化措施，對(duì)延長(zhǎng)模具壽命有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文結(jié)合某廠的實(shí)際情況，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工工藝、工作條件、保養(yǎng)維護(hù)等方面，對(duì)H13齒輪精鍛模具進(jìn)行綜合失效分析；利用磁控濺射和離子鍍方法在H13鋼基體上沉積TiN、TiYN薄膜；利用金相顯微鏡

2、、掃描電鏡(SEM)觀察分析薄膜的表面形貌；利用SEM技術(shù)、x射線衍射能譜分析(XRD)對(duì)薄膜的成分及相結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析；對(duì)薄膜的顯微硬度、膜一基結(jié)合強(qiáng)度、高溫摩擦磨損性能、抗高溫氧化能力等性能進(jìn)行測(cè)試；分析兩種沉積方法對(duì)H13鋼表面的強(qiáng)化效果，以及稀土元素Y對(duì)TiN薄膜性能的影響，并重點(diǎn)探討稀土元素Y在其中的強(qiáng)化機(jī)理。 分析結(jié)果表明，H13齒輪精鍛模具的三種主要失效形式為齒面磨損、齒頂壓塌和整體斷裂?；鼗疖浕鼓＞叩谋砻嬗捕认陆?，

3、另外芯部強(qiáng)度也很低，從而造成高溫摩擦?xí)r的型腔棱角磨損；齒頂部分的硬度過低，致使其高溫強(qiáng)度不夠，是引起齒頂壓塌的主要原因；在高溫、低速、重載的工作環(huán)境下，齒輪精鍛模具內(nèi)部的微小裂紋擴(kuò)展，導(dǎo)致模具的整體開裂。 鍍膜試驗(yàn)的研究表明，采用合理的試驗(yàn)方案及工藝參數(shù)，利用磁控濺射及離子鍍?cè)O(shè)備可以在H13鋼基體上制備出具有良好綜合性能的TiN、TiYN薄膜，大大改善了H13鋼的高溫耐磨減摩性能及抗高溫氧化能力。在可比的沉積工藝下，離子鍍膜的耐