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模具熱處理缺陷原因和如何預防?

發(fā)布時(shí)間: 2024-04-15 來(lái)源:

模具熱處理是做好模具的前提和基礎,如果你的模具熱處理做不好,何談?dòng)幸粋€(gè)..的模具呢?

一、我們先來(lái)了解一下模具熱處理缺陷原因和如何預防

模具的熱處理包含了預備熱處理、較終熱處理及表面強化處理。通常熱處理缺陷是指模具在較終熱處理過(guò)程中或在以后的工序中以及使用過(guò)程中出現的各種缺陷,如淬裂、變形超差、硬度不足、電加工開(kāi)裂、磨削裂紋、模具的早期破壞等。下面作較細致的分析。

大型模具的感應碎火

一、淬裂

淬裂的原因及預防措施如下:

1、形狀效應,主要是設計因素造成的,如圓角R過(guò)小、孔穴位置設置不當,截面過(guò)渡不好。

2、過(guò)熱(過(guò)燒),主要是由控溫不準或跑溫、工藝設置溫度過(guò)高、爐溫不均等因素造成,預防措施包括檢修、校對控溫系統,修正工藝溫度,在工件與爐底板間加墊鐵等。

3、脫碳,主要由過(guò)熱(或過(guò)燒)、空氣爐無(wú)保護加熱、機加余量小,鍛造或預備熱處理殘留脫碳層等因素造成,預防措施為可控氣氛加熱,鹽浴加熱,真空爐、箱式爐采用裝箱保護或使用防氧化涂料;機加工余量加大2~3mm。

4、冷卻不當,主要是冷卻劑選擇不當或過(guò)冷造成,應當掌握淬火介質(zhì)冷卻特性或回火處理。

5、模具鋼材組織不良,如碳化物偏析嚴重,鍛造質(zhì)量差,預備熱處理方法不當等,預防措施是采用正確的鍛造工藝和合理的預備熱處理制度。


二、硬度不足

硬度不足的原因和預防措施如下:

1、爐或進(jìn)入冷卻槽方法不當等原因造成,應該修正工藝溫度,檢修校核控溫系統,裝爐時(shí),工件間隔合理擺放均勻,分散入槽,禁止堆積或成捆入槽冷卻。

2、淬火溫度過(guò)高,這是由工藝設置溫度不當或控溫系統誤差造成,應當修正工藝溫度,檢修校核控溫系統。

3、過(guò)回火,這是由回火溫度設置過(guò)高、控溫系統故障誤差或爐溫過(guò)高時(shí)入爐造成,應當修正工藝溫度,檢修校核控溫系統,不高于設置爐溫裝入。

4、冷卻不當,原因是預冷時(shí)間過(guò)長(cháng),冷卻介質(zhì)選擇不當,淬火介質(zhì)溫度漸高而冷卻性能下降,攪拌不良或出槽溫度過(guò)高等,措施:出爐、入槽等要快;掌握淬火介質(zhì)冷卻特性;油溫60~80℃,水溫30℃以下,當淬火量大而使冷卻介質(zhì)升溫時(shí),應添加冷卻淬火介質(zhì)或改用其它冷卻槽冷卻;加強冷卻劑的攪拌;在Ms+50℃時(shí)取出。

5、脫碳,這是由原材料殘留脫碳層或淬火加熱時(shí)造成,預防措施為可控氣氛加熱,鹽浴加熱,真空爐、箱式爐采用裝箱保護或使用防氧化涂料;機加工余量加大2~3mm。

三、變形超差

在機械制造中,熱處理的淬火變形是..的,而不變形才是相對的。換句話(huà)說(shuō),只是一個(gè)變形大小的問(wèn)題。這主要是由于熱處理過(guò)程中馬氏體相變具有表面浮凸效應。預防熱處理變形(尺寸變化和形狀變化)是一項非常困難的工作,在許多情況下,不得不依靠經(jīng)驗加以解決。這是因為不僅鋼種和模具形狀對熱處理變形有影響,不當的碳化物分布狀態(tài)及鍛造和熱處理方法同樣會(huì )引起或加劇,而且在熱處理諸多條件中,只要某一條件發(fā)生變化,鋼件的變形程度就會(huì )有很大變化。盡管在相當長(cháng)時(shí)間還主要靠經(jīng)驗和試探法去解決熱處理變形問(wèn)題,但正確掌握模具鋼材鍛造、模塊取向、模具形狀、熱處理方法與熱處理變形的關(guān)系,從已經(jīng)積累的實(shí)際數據中去把握熱處理變形規律,建立有關(guān)熱處理變形的檔案資料,卻是一項極有意義的工作。

四、脫碳

脫碳是由于鋼件在加熱或保溫時(shí),因周?chē)鷼夥盏淖饔?,使表面層部分的碳全部或部分喪失的現象和反應。鋼件的脫碳不僅會(huì )造成硬度不足、淬裂和熱處理變形及化學(xué)熱處理缺陷,而且對疲勞強度、耐磨性及模具性能也有很大影響。

五、放電加工引起的裂紋

在模具制造中,采用放電加工(電脈沖及線(xiàn)切割)是越來(lái)越普遍采用的加工方法,但隨著(zhù)放電加工的廣泛應用,其引起的缺陷也相應增多。由于放電加工是借助于放電所產(chǎn)生的高溫而使模具表面熔化的加工方法,因此,在其加工表面形成白色的放電加工變質(zhì)層,并產(chǎn)生800MPa左右的拉應力,這樣,在模具的電加工過(guò)程中常出現變形或裂紋等缺陷。因此,采用放電加工的模具,必須充分掌握放電加工對模具鋼材的影響,并預先采取相應的預防措施。防止熱處理時(shí)的過(guò)熱和脫碳,并進(jìn)行充分回火以降低或消除殘留應力;為了充分消除淬火時(shí)產(chǎn)生的內應力,要進(jìn)行高溫回火,因此應采用能承受高溫回火的鋼種(如DC53型、ASP—23、高速鋼等),以穩定的放電條件進(jìn)行加工;放電加工后,作穩定化松馳處理;設置合理的工藝孔、槽;充分消除再凝固層,以便在健全的狀態(tài)下使用;利用矢量平移原理,對切割前哨已集中的部分內應力切通引流分散釋放。

六、韌性不足

韌性不足的原因可能是淬火溫度過(guò)高,且保溫時(shí)間過(guò)長(cháng)引起晶粒粗化造成的,或由于沒(méi)有避開(kāi)回火脆性區進(jìn)行回火。

七、磨削裂紋

當工件內有大量的殘留奧氏體時(shí),在磨削熱的作用下,發(fā)生回火轉變,從而產(chǎn)生組織應力,導致工件開(kāi)裂。其預防措施是:淬火后進(jìn)行深冷處理或多次重復回火(模具回火一般為2~3次,即使是冷加工用低合金工具鋼也是如此),較大限度地降低殘留奧氏體量。

【全文完】

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