精密模具熱處理變形原因及預(yù)防措施
精密模具熱處理變形原因及預(yù)防方法:就精密復(fù)雜模具變形狀況疲牵、變形原因的作一研究击吱,來探討減少和控制精密復(fù)雜模具變形的措施,以提高模具產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命存妇。
一男软、模具材料的影響:
1、模具的選材:某機(jī)械廠從選材和熱處理簡便考慮唉奇,選擇T10A鋼制造截面尺寸相差懸殊灯烤、要求淬火后變形較小的較復(fù)雜模具,硬度要求56-60HRC闻街。熱處理后模具硬度符合技術(shù)要求欧蠢,但模具變形較大,無法使用架讳,造成模具報(bào)廢榴烦。后來該廠采用微變形鋼Cr12鋼制造,模具熱處理后硬度和變形量都符合要求文饱。預(yù)防措施: 因此制造精密復(fù)雜绝壹、要求變形較小的模具,要盡量選用微變形鋼融吓,如空淬鋼等判阀。
2.模具材質(zhì)的影響:某廠送來一批Cr12MoV鋼較復(fù)雜模具,模具都帶有¢60m m圓孔箩绍,模具熱處理后孔庭,部分模具圓孔出現(xiàn)橢圓,造成模具報(bào)廢伶选。 一般來說Cr12MoV鋼是微變形鋼史飞,不應(yīng)該出現(xiàn)較大變形。我們對變形嚴(yán)重的模具進(jìn)行金相分析發(fā)現(xiàn)仰税,模具鋼中含有大量共晶碳化物构资,且呈帶狀和塊狀分布抽诉。
(1)模具橢圓(變形)產(chǎn)生的原因: 這是因?yàn)槟>咪撝谐室欢ǚ较蚍植嫉牟痪鶆蛱蓟锏拇嬖谕旅啵蓟锏呐蛎浵禂?shù)比鋼的基體組織屑L省30%左右,加熱時(shí)它阻止模具內(nèi)孔膨脹己单,冷卻時(shí)又阻止模具內(nèi)孔收縮唉窃,使模具內(nèi)孔發(fā)生不均勻的變形,使模具的圓孔出現(xiàn)橢圓纹笼。
∥品荨(2)預(yù)防措施: ①在制造精密復(fù)雜模具時(shí),要盡量選擇碳化物偏析較小的模具鋼炫允,不要圖便宜培幽,選用小鋼廠生產(chǎn)的材質(zhì)較差鋼材。②對存在碳化物嚴(yán)重偏析的模具鋼要進(jìn)行合理鍛造睛村,來打碎碳化物晶塊绎编,降低碳化物不均勻分布的等級,消除性能的各向異性川骗。③對鍛后的模具鋼要進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理演穗,使之獲得碳化物分布均勻、細(xì)小和彌散的索氏體組織伍恼、從而減少精密復(fù)雜模具熱處理后的變形垛墙。④對于尺寸較大或無法鍛造的模具,可采用固溶雙細(xì)化處理顾篡,使碳化物細(xì)化室用、分布均勻,棱角圓整化在竹,可達(dá)到減少模具熱處理變形的目的。
二梅屉、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響:有些模具選材和鋼的材質(zhì)都很好值纱,往往因?yàn)槟>呓Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,如薄邊坯汤、尖角虐唠、溝槽、突變的臺(tái)階惰聂、厚薄懸殊等疆偿,造成模具熱處理后變形較大。
1搓幌、變形的原因:由于模具各處厚薄不均或存在尖銳圓角杆故,因此在淬火時(shí)引起模具各部位之間的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的不同迅箩,導(dǎo)致各部位體積膨脹的不同,使模具淬火后產(chǎn)生變形处铛。
2饲趋、 預(yù)防措施:設(shè)計(jì)模具時(shí),在滿足實(shí)際生產(chǎn)需要的情況下撤蟆,應(yīng)盡量減少模具厚薄懸殊奕塑,結(jié)構(gòu)不對稱,在模具的厚薄交界處登凿,盡可能采用平滑過渡等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)搭吵。根據(jù)模具的變形規(guī)律,預(yù)留加工余量隘匙,在淬火后不致于因?yàn)槟>咦冃味鼓>邎?bào)廢惫投。對形狀特別復(fù)雜的模具,為使淬火時(shí)冷卻均勻衷玩,可采用給合結(jié)構(gòu)蹬谁。
三、模具制造工序及殘余應(yīng)力的影響:在工廠經(jīng)常發(fā)現(xiàn)盾倍,一些形狀復(fù)雜癞烈、精度要求高的模具,在熱處理后變形較大膀钝,經(jīng)認(rèn)真調(diào)查后發(fā)現(xiàn)堕常,模具在機(jī)械加工和最后熱處理未進(jìn)行任何預(yù)先熱處理。
1萎煤、 變形原因:在機(jī)械加工過程中的殘余應(yīng)力和淬火后的應(yīng)力疊加缤弦,增大了模具熱處理后的變形。
2彻磁、 預(yù)防措施: (1)粗加工后碍沐、半精加工前應(yīng)進(jìn)行一次去應(yīng)力退火,即(630-680)℃×(3-4)h爐冷至500℃以下出爐空冷衷蜓,也可采用400℃×(2-3)h去應(yīng)力處理累提。 (2)降低淬火溫度,減少淬火后的殘余應(yīng)力磁浇。 (3) 采用淬油170oC出油空冷(分級淬火)斋陪。 (4)采用等溫淬火工藝可減少淬火殘余應(yīng)力。采用以上措施可使模具淬火后殘余應(yīng)力減少置吓,模具變形較小无虚。
四、熱處理加熱工藝的影響:
1衍锚、加熱速度的影響:模具熱處理后的變形一般都認(rèn)為是冷卻造成的友题,這是不正確的嗤堰。模具特別是復(fù)雜模具,加工工藝的正確與否對模具的變形往往產(chǎn)生較大的影響账菊,對一些模具加熱工藝的對比可明顯看出祥喳,加熱速度較快,往往產(chǎn)生較大的變形册吹。
∶灿病(1)變形原因: 任何金屬加熱時(shí)都要膨脹,由于鋼在加熱時(shí)馒狡,同一個(gè)模具內(nèi)嚣褐,各部分的溫度不均(即加熱的不均勻)就必然會(huì)造成模具內(nèi)各部分的膨脹的不一致性,從而形成因加熱不均的內(nèi)應(yīng)力煮肋。在鋼的相變點(diǎn)以下溫度逸茅,不均勻的加熱主要產(chǎn)生熱應(yīng)力,超過相變溫度加熱不均勻响友,還會(huì)產(chǎn)生組織轉(zhuǎn)變的不等時(shí)性详不,既產(chǎn)生組織應(yīng)力。因此加熱速度越快扳辉,模具表面與心部的溫度差別越大妖救,應(yīng)力也越大,模具熱處理后產(chǎn)生的變形也越大粒梦。
×梁健(2)預(yù)防措施 :對復(fù)雜模具在相變點(diǎn)以下加熱時(shí)應(yīng)緩慢加熱,一般來說匀们,模具真空熱處理變形要比鹽浴爐加熱淬火小得多缴淋。?采用預(yù)熱,對于低合金鋼模具可采用一次預(yù)熱(550-620oC)泄朴;對于高合金剛模具應(yīng)采用二次預(yù)熱(550-620oC和800-850oC)重抖。
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