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腈綸、粘膠和維尼綸等是化工纖維紡織的重要產(chǎn)品，采用濕法紡絲技術(shù)生產(chǎn)。噴絲頭是濕法紡絲的核心零件。噴絲頭系薄壁零件，壁厚為0.05mm，其圓底面均布噴絲孔18000個，孔徑為φ0.07mm。紡絲原液在施壓下自噴絲噴出，經(jīng)冷凝形成化纖絲。工作運行時噴絲頭承受壓力約為30-50MPa。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，一批鉑金合金噴絲頭出現(xiàn)大量開裂現(xiàn)象，開裂位置在圓底面周邊，并有部分噴絲頭出現(xiàn)鼓凸缺陷。噴絲頭開裂失效嚴重影響生產(chǎn)，經(jīng)濟損失較大。經(jīng)分析缺陷產(chǎn)生的原因，發(fā)現(xiàn)采用中頻感應(yīng)加熱電源進行熱處理，可有效避免開裂缺陷的發(fā)生。
開裂噴絲頭宏觀檢驗發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)開裂工件立壁外圓周表面呈桔皮狀花紋形貌。為檢驗桔皮狀形貌和工件開裂間的關(guān)系，進行了模擬工作壓力試驗。晶粒越細小，桔皮狀缺陷越輕，開裂傾向小。通過金相觀察看到，噴絲頭金相組織中有白色亮帶存在。白色帶狀組織是工件開裂的主要原因。分析指出，白色亮帶成分為富鉑的殘留枝晶組織，經(jīng)掃描電鏡微區(qū)成分分析表明，白亮色帶狀組織中鉑含量高達93%（質(zhì)量分數(shù)）以上。鉑金合金二元相圖分析發(fā)現(xiàn)，鉑金合金在冷凝后形成樹枝狀結(jié)晶偏析，產(chǎn)生以熔點高的富鉑固溶體枝晶軸，而以較低熔點的富金固溶體為晶間物的枝晶偏析結(jié)構(gòu)，冷卻速度越慢，兩組成物的化學濃度差越顯著，偏析越嚴重。
從宏觀分析，壓力試驗和金相觀察分析表明，晶粒越粗大，桔皮狀花紋越嚴重，工件開裂傾向越大；晶粒越細小，桔皮狀花紋越輕，開裂傾向越小。開裂噴絲頭中大多數(shù)晶粒粗大，晶粒度為4-4.5級，部分工件晶界已明顯粗化，使合金強度急劇下降，因而造成大量噴絲頭出現(xiàn)開裂失效。
從金相組織和熱處理工藝分析，噴絲頭組織中的帶狀組織，是鑄造中殘留枝晶組織在軋制片加工中沿軋向變形出現(xiàn)的帶狀形貌組織。該組織通過熱處理高溫長時間均勻化處理，可逐步分解消失。
在生產(chǎn)中，對于鉑金合金噴絲頭因存在枝晶偏析產(chǎn)生的開裂缺陷失效，提出的防止措施是，在制坯前采用中頻感應(yīng)加熱電源對鑄錠進行均勻化退火處理，以消除枝晶偏析，降低鉑金合金的成分不均勻性，同時對采用熱處理調(diào)幅分解強化處理也是有利的。然而，生產(chǎn)實踐發(fā)現(xiàn)，鉑金合金噴絲頭組織中存在少量枝晶組織有一定益處，少量枝晶可阻礙后續(xù)熱處理中晶粒過分長大，防止粗大晶粒出現(xiàn)，因此在生產(chǎn)中要注意適度控制，不要絕對化。
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