精密模具熱處理變形及預(yù)防
一、模具材料的影響
1.模具的選材
某機(jī)械廠(chǎng)從選材和熱處理簡(jiǎn)便考慮,選擇T10A鋼制造截面尺寸相差懸殊、要求淬火后變形較小的較復(fù)雜模具,硬度要求56HRC 60HRC。熱處理后模具硬度符合技術(shù)要求,但模具變形較大,無(wú)法使用,造成模具報(bào)廢。后來(lái)該廠(chǎng)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。
因此制造精密復(fù)雜、要求變形較小的模具,要盡量選用微變形鋼,如空淬鋼等。
2.模具材質(zhì)的影響
某廠(chǎng)送來(lái)一批Cr12MoV鋼較復(fù)雜模具,模具都帶有¢60mm圓孔,模具熱處理后,部分模具圓孔出現(xiàn)橢圓,造成模具報(bào)廢。
一般來(lái)說(shuō)Cr12MoV鋼是微變形鋼,不應(yīng)該出現(xiàn)較大變形。我們對(duì)變形嚴(yán)重的模具進(jìn)行金相分析發(fā)現(xiàn),模具鋼中含有大量共晶碳化物,且呈帶狀和塊狀分布。
(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冢蓟锏呐蛎浵禂?shù)比鋼的基體組織小30%左右,加熱時(shí)它阻止模具內(nèi)孔膨脹,冷卻時(shí)又阻止模具內(nèi)孔收縮,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。
(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,不要圖便宜,選用小鋼廠(chǎng)生產(chǎn)的材質(zhì)較差鋼材。②對(duì)存在碳化物嚴(yán)重偏析的模具鋼要進(jìn)行合理鍛造,來(lái)打碎碳化物晶塊,降低碳化物不均勻分布的等級(jí),消除性能的各向異性。③對(duì)鍛后的模具鋼要進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理,使之獲得碳化物分布均勻、細(xì)小和彌散的索氏體組織、從而減少精密復(fù)雜模具熱處理后的變形。④對(duì)于尺寸較大或無(wú)法鍛造的模具,可采用固溶雙細(xì)化處理,使碳化物細(xì)化、分布均勻,棱角圓整化,可達(dá)到減少模具熱處理變形的目的。
二、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,往往因?yàn)槟>呓Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,如薄邊、尖角、溝槽、突變的臺(tái)階、厚薄懸殊等,造成模具熱處理后變形較大。
1、變形的原因
由于模具各處厚薄不均或存在尖銳圓角,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,導(dǎo)致各部位體積膨脹的不同,使模具淬火后產(chǎn)生變形。
2、預(yù)防措施
設(shè)計(jì)模具時(shí),在滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)需要的情況下,應(yīng)盡量減少模具厚懸殊,結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng),在模具的厚薄交界處,盡可能采用平滑過(guò)渡等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)模具的變形規(guī)律,預(yù)留加工余量,在淬火后不致于因?yàn)槟>咦冃味鼓>邎?bào)廢。
對(duì)形狀特別復(fù)雜的模具,為使淬火時(shí)冷卻均勻,可采用給合結(jié)構(gòu)。
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