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如何預防和控制模具鋼熱處理變形和開裂
來源: | 作者:13963813331 | 發布時間: 2020-06-09 | 177 次瀏覽 | 分享到:
如何預防和控制模具鋼熱處理變形和開裂
  如何預防和控制模具鋼熱處理變形和開裂
  模具鋼
  工具鋼和模具鋼的熱處理相對復雜。要獲得理想的熱處理技術指標,應考慮和探討以下幾個方面,這對獲得所需的硬度、內部組織工藝等技術要求,防止熱處理后的變形和開裂具有重要的指導作用。
  
  (1)材料選擇
  
  應根據工裝的工作條件和要求進行選擇。由于缺乏對稱性,截面尺寸變化大,材料種類多,熱處理工藝復雜,材料的選擇原則是:一般來說,小尺寸、簡單的工裝應使用高碳鋼,而形狀復雜、載荷大的大中型工裝應使用高合金鋼、合金工具鋼或高速工具鋼。
  
  (2)選擇合理的熱處理工藝
  
  一般的初步熱處理包括退火、淬火和回火,最終熱處理是整體淬火+回火。此外,為了提高模具的使用壽命,特別是提高表面硬度、耐磨性、抗氧化性、咬合性等。在熱加工模具中,一些模具需要化學熱處理。工具和模具的硬度相對較高。對于復雜的大型零件,形狀復雜,結構不易對齊。因此,熱處理應著重于預防措施的制定和實施。
  
  (1)模具鋼的金相組織合格
  
  初步熱處理的關鍵是防止零件變形和開裂。在日常質量檢查中,更多的是考慮硬度和切削難度,而較少考慮內部組織檢查。金相組織對防止零件淬火變形和開裂有重要影響。如果球化組織不好,其表現為:顯微組織主要是片狀珠光體、粗片狀珠光體和塊狀碳化物,形成網狀碳化物等。如果出現上述特征,奧氏體合金在淬火和加熱過程中不均勻,淬火后硬度不均勻且變形大。因此,應嚴格控制加熱溫度和保溫時間,合理安裝爐膛,使爐膛溫度均勻。此外,如果原料中存在帶狀碳化物和原始網狀碳化物,帶狀碳化物和網狀碳化物大多形成于某些鋼材的軋制階段,鍛造比小,碳化物不破碎,出現這種缺陷,單獨進行球化退火難以消除,碳鋼和復合鋼的“淬火打網”工藝是可行的。
  
  (2)零件的設計和加工應合理
  
  差的熱處理技術通常與不同設計和工藝、冷加工和熱加工之間的脫節有關。因此,在設計過程中應充分考慮這些問題。合理選擇材料非常重要。合金工具鋼用于截面大、形狀復雜、變形要求嚴格的工具,而碳素工具鋼在水淬和油冷時容易變形或開裂。b .零件的結構設計應充分考慮工藝性,滿足設計和使用要求以及工藝要求,避免出現尖角或薄壁,表面應盡量對稱均勻分布,復雜形狀可采用塊狀結構減少變形,大型工具和模具應采用組合焊接結構。c .添加工藝孔,原則是零件的某一平面上的厚度應均勻,以便淬火和冷卻速度應盡可能平衡。d .冷、熱工序應相互協調,應力消除退火應在非常復雜的模具半精車后進行。應為精度較高的孔和其他磨削零件預留適當的加工余量。機械加工過程中應防止過度切割或研磨,以防止應力的產生。
  
  (3)進行正確的熱處理操作
  
  (1)淬火前做好準備,注意采取一些保護措施:a .用石棉或耐火土堵塞無硬度要求的孔;b .對于厚度不均勻、強度過小的零件,用墊塊或鐵皮綁扎;c .長軸類零件應系掛,并考慮高溫自重變形和淬火方法。原理是沒有淬火的最大平面是最好的。
  
  (2)適當加熱非常重要:a .脫氧和除渣應嚴格在鹽浴中進行;b .淬火加熱溫度不能過高或保溫時間過長,以免過熱或淬火裂紋;c .僅當表面具有高硬度且芯部具有一般硬度時,才快速加熱;加熱通常在規定溫度的下限進行。
  
  (3)冷卻介質的合理選擇和冷卻操作的標準化。常用工具鋼和模具鋼的淬火冷卻介質方法見表1。在實際熱處理過程中,應嚴格控制冷卻溫度和時間,這對保證模具的力學性能,防止其變形和開裂起著重要作用。
  
  表1常用工模具鋼淬火冷卻介質及冷卻方法
  
  標題=“常用工具鋼和模具鋼的淬火冷卻介質和冷卻方法”
  
  一種材料一種冷卻介質冷卻方法
  
  工具碳工具鋼
  
  合金工具鋼油,鹽浴分級或等溫冷卻
  
  高速工具鋼和高合金鋼通過氯化鹽浴、鹽浴或等溫冷卻進行冷卻,并通過多級冷卻。
  
  成型碳鋼水-油
  
  堿浴和鹽浴預冷后的雙液淬火
  
  分級冷卻
  
  低合金鋼熱油和鹽浴逐步冷卻。
  
  高合金鋼的低溫鹽浴和鹽浴分階段冷卻多次。
  
  ④合理確定淬火方式和冷卻液的移動或移動方向。應根據具體零件的形狀、結構和技術要求進行合理選擇。如果可能,應選擇局部加熱或冷卻方法,以避免工具和模具的淬火變形或開裂。
  
  ⑤應充分考慮幾個重要的注意事項,否則可能導致工具和模具的熱處理缺陷。油冷零件不應冷卻至室溫。淬火模具應立即完全回火,同時應避免回火脆性區。冷卻至室溫后,應清洗零件。在模具需要完全加熱、淬火或翻新之前,必須進行退火或正火處理。
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