第三章试验结果与讨论
3.1
颗粒机环模材料对环模质量的影响
3.1.1不同材料对环模使用寿命的影响
由于颗粒机环模成品既要表面硬度高，又要有一定的韧性。同时，由于某些饲料和添加剂在高温、高压下对环模有腐蚀作用，又要求环模材料具有耐腐蚀性，几个因素相互制约。4Cr13材料的刚度和韧性都较好，热处理硬度为52～55HRC，并具有良好的耐磨性和耐腐蚀性．使用寿命较长。经大量饲料生产厂家使用情况统计，4Cr13环模材料吨料环模费用最低，是完全适合制粒机使用场合的一种环模材料。
3.1.2 C含量及Cr含量对环模性能的影响
(1)C含量对材料硬度的影响
出图可以看出，随着碳含量的增加，环模的硬度上升。C含量≤0.42%～0.50%之问，环模锻坯硬度为170～220HB。
(2) 4Cr13材料Cr含量对环模硬度的影响
经多次试验，4Cr13材料中Cr含量从12%～14%，环模硬度基本没有变化。
(3) 4Cr13材料Cr含量对环模使用寿命的影响
由图3-2 可以看出，实际使用中含Cr量12%左右的环模使用寿命比含Cr量14%的环模在其它处理相同的条件下，其使用寿命减小1/3以上：所以环模质量的源头是从钢锭开始，要确保Cr含量12. 5%以上。
3.2锻造温度对4Cr13环模材质的影响
由上图可以看出，环模毛坯锻造时加热温度过高和时间过长，锻坯呈黄白色，温度超过1200℃，此时锻坯易出现表层过烧，整体过热，组织粗大品粒不均匀现象。加热过程中因温度不均匀使锻件过热或局部过烧造成品粒粗大、锻坯的均质性差。锻件尺寸越大，这种现象就越严重。在随后的热处理工艺中难以消除这种缺陷，也是造成环模丌裂的常见原因。
3.3冷加工工艺对环模模孔质量的影响
切削转速直接影响环模的表面粗糙度，切削转速越大，表面质量越好。采用枪钻钻环模孔时，环模孔径和转速对表面粗糙度的影响：
由图可以看出，采用枪钻加工环模模孔，模孔真径为Ø5mm时，主轴转速为3000r/min时，表面粗糙度为1.6 u m；转速为5000r/min时，表面粗糙度可达到0.8μm。
采用枪钻加工环模模孔，模孔直径为Ø1. 6mm时，转速为9000r/min时，表面粗糙度为1.6 u m；转速为13000r/min时，表面粗糙度可达到0.8 pm。
对于普通钻床，一般最高转速为3000～5000r/min，加工出的表面质量较差，加工小孔径环模时，由于粗糙度不合格，在环模的带料试验中无法出料。
3.4热处理加工工艺对环模质量的影响
3.4.1淬火温度对环模硬度和冲击韧性的影响
(1) 4Cr13材料的奥氏体化温度为1000℃左右，环模的最终加热温度（气淬温度）应比此值高一点以形成奥氏体组织。如果环模的真空气淬温度较高，则热处理后的硬度就会较高，但也极易形成淬火裂纹。而且在高温的真空环境里，高铬不锈钢内的合金元素如Cr、Mn等的蒸发量会加大，从而可能降低了坏模的力学性能。因此环模的真空气淬温度不能太高。
淬火温度对环模硬度的影响见下图。
出图可以看出4Cr13环模的淬火温度从1020℃提高到1060℃，其硬度随着加热温度的提高而上升。
淬火温度从1030。C上升到1050，硬度可提高1～1.5HRC。
(2)奥氏体化温度对冲击韧性的影响
淬火温度从1040℃上升到1060℃淬火，硬度虽然较高，但冲击韧性下降明显，热应力太大，极易产生淬火微裂纹。所以，采用1040℃淬火最为合适。
3.4.2真空淬火对环模模孔粗糙度的影响
环模孔的粗糙度在真空气淬后基本上不降低，枪钻加工后料糙度为0.8μm，经检验，热处理后的粗糙度仍然为0.8μm；枪钻加工后后粗糙度为1. 6μm，经检验，热处理后的粗糙度仍然为1.6μm。Ra值和热处理前相比，基本不降低。
3.4.3回火温度对环模硬度和冲击韧性的影响
环模的使用性能是个综合性的问题，如硬度太高，虽然耐磨性很好，但脆性很大，在使用中容易丌了。而硬度太低，由于容易使模孔形成扩孔及坏模与压辊工作面产生磨损，影响使用寿命。4Cr13环模具有高强度和高耐磨性，但也有很大的裂纹敏感性，所以淬火后的回火相当重要。
(1)回火温度对环模硬度的影响
高温回火，综合力学性能提高，但硬度比回火前下降；中温回火，硬度也较回火前稍有下降，但获得高的屈强比、弹性极限、韧性；低温回火，能保持淬火马氏体的高硬度和高耐磨性，同时降低淬火应力和脆性。
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