冷镦材料的中碳及合金元素的增加、原材料硬度及强度比较高会引起产品开裂;原材料材料组织状况比较差,存在材料偏析、退火组织不良,给产品冷镦变形增加难度、增加了引起产品开裂的可能性;紧固件形状复杂程度的增加,也会给变形带来一定的难度,也增加了产品开裂的风险;此外,设备、模具不匹配,产品开裂的可能性会增大;其中材料中夹杂物增多,夹杂物个体增大,超过标准等级范围要求,是造成冷镦开裂的重要原因之一。
钢中非金属夹杂物多、形状怪、分布密集、尺寸大、分布成串,而且夹杂物树支状、与点球状形成串连成片,是造成紧固件冷镦开裂的一个主要的原因。
尤其是非金属夹杂物中D 类(球状氧化物)、Ds(单颗球状氧化物)夹杂物,密集分布、杂乱无章、成串珠连状,阻断了原材料的一致性、连续性,使材料内部组织产生阻断,塑性下降;破坏了材料应有的连续性,在外力作用下、容易产生里应外合的作用,造成产品断裂现象;而且夹杂物距线材表面近、危害性极大;在冷镦技术标准中,要求各类夹杂物;B 类、D 类夹杂物2 级以内;Ds 夹杂物的级别一般控制不大于2 级的标准,这样不但可以减少冷镦开裂的风险,而且还可以减少热处理淬火裂缝的可能性,达到产生预防性开裂的效果。
目前,开裂产品夹杂物分布密集度程度类似于D 类,同时,颗粒大小却超过了Ds 类,这是标准不允许存在的,这样材料的连续性严重阻断,以致造成冷镦时开裂。从上面图片可以清晰地看到裂口周围夹杂物密集、断口坑坑洼洼,验证了由超标的夹杂物在冷镦外力下造成产品开裂情形。
分析结论:
1、裂纹是由材料不良引起的,主要是材料中夹杂物分布面广、颗粒大、分布密集,均超过了技术要求的标准。
2、这些斑点是材料中夹杂物密集分布的区域,夹杂物集中区域的材料,打破了材料本来固有的一致性、连续性,材料可塑性严重下降,当外力增加形态下,夹杂物集中区域,接受不了产品变形时巨大的挤压力,在夹杂物沿线连续性破坏、应力集中分布区域——材料的薄弱环节,首先撕裂,形成成品开裂现象。
3、材料中超标的夹杂物是造成开裂的原因。
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