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振博為你解決冷擠壓模具的熱處理缺陷

  冷擠壓是一種高效、高精的少切削加工工藝,廣泛適用于機(jī)械制造等行業(yè)。采用冷擠壓工藝,可以在常溫下使金屬在模腔內(nèi)產(chǎn)生塑性變形,從而獲得所需尺寸形狀和一定性能的產(chǎn)品。與其它工藝相比,冷擠壓可以節(jié)材30%-50%,節(jié)能40%-80%,還具有可加工形狀復(fù)雜零件等優(yōu)點(diǎn)。因此,冷擠壓工藝的發(fā)展,帶動(dòng)了冷擠壓冷作模具的熱處理革新與進(jìn)步。
  冷擠壓冷作模具的熱處理缺陷防止途徑和方法,簡(jiǎn)介如下:
  1.防止冷作模具的熱處理缺陷基本途徑
  利用相變體積脹縮效應(yīng)—增加殘余奧氏體含量;直接形成貝氏體;利用深冷處理調(diào)節(jié)體積脹縮;利用回火調(diào)節(jié)體積脹縮;合理配置模塊的流線方向;淬火前體積預(yù)脹縮處理。
  降低淬火熱應(yīng)力及組織應(yīng)力—消除毛坯中的殘余應(yīng)力;加熱及冷卻過(guò)程中溫度均勻;優(yōu)選冷卻方式,控制應(yīng)力平衡
  提高斷裂抗力及塑性變形抗力—碳化物分布細(xì)小,圓勻;獲得板條狀隱晶狀馬氏體,避免顯微裂紋;奧氏體晶粒細(xì)化;及時(shí)回火消除淬火應(yīng)力。
  限形、整形防護(hù)及校正—利用相變超塑性效應(yīng),限形、整形;對(duì)危險(xiǎn)部位進(jìn)行防護(hù);利用局部熱應(yīng)力整形。
  2.防止冷作模具的熱處理缺陷主要工藝方法
 ?、诺蜏卣{(diào)質(zhì)處理—稍高于A1--A1+20-40℃點(diǎn)溫度預(yù)淬火及550℃-650℃*2--4h高溫回火。其體積小于退火狀態(tài),再經(jīng)常規(guī)淬火時(shí)可顯著減少體積和尺寸膨脹程度。
 ?、葡龖?yīng)力回火—精密模具在精加工前進(jìn)行除應(yīng)力回火(530—550℃或680—700℃*2min/mm、爐冷至400℃空冷),消除冷加工殘余應(yīng)力,減少淬火變形量。
 ?、潜∪醪课坏姆雷o(hù)—對(duì)模具易淬裂、翹曲的部位用石棉繩或石棉板進(jìn)行包扎、填塞;對(duì)易脹縮的方向,外加剛性支架、拉桿、預(yù)留工藝墻等結(jié)構(gòu)強(qiáng)化措施;鉆銑工藝型孔使型腔形狀勻稱化,加塞熱平衡型芯、板塊改善降溫均勻性。
  ⑷合理選擇淬火加熱工藝—在淬火加熱過(guò)程中的受熱均勻性、裝爐的方式對(duì)淬裂及變形有很大的影響。加熱工藝的要點(diǎn);在鹽浴爐中可用靜態(tài)加熱、局部加熱、多次加熱、合理吊掛及避開(kāi)電極等,在箱式爐中可用合理放置、裝箱架空加熱或快速加熱等。另外,根據(jù)不同鋼號(hào)和冷卻方法可用低溫或高溫淬火工藝。
 ?、珊侠磉x擇淬火冷卻工藝—根據(jù)模具型腔的形狀和易裂部位狀態(tài)可用空氣預(yù)冷、局部預(yù)冷、恒溫預(yù)冷、合理使用淬火介質(zhì)、合理的冷卻操作、分級(jí)淬火、冷--熱浴復(fù)合分級(jí)淬火或整形淬火等工藝的應(yīng)用。
  ⑹回火工藝—合金鋼制作的冷作模具,熱處理后在放置過(guò)程中有時(shí)會(huì)發(fā)生開(kāi)裂和變形。這是由于淬火冷卻終止溫度過(guò)高就轉(zhuǎn)入回火爐中回火,在隨后的冷卻過(guò)程中殘余奧氏體向淬火馬氏體轉(zhuǎn)變所致。另外,高合金鋼如果回火不充分,在隨后的磨削加工中,因表面磨削溫度將殘余奧氏體中碳的析出,使該處Mf點(diǎn)上升而出現(xiàn)淬火馬氏體,在組織應(yīng)力和熱應(yīng)力作用下,使模具表面產(chǎn)生龜裂或型孔開(kāi)裂。這些可通過(guò)多次回火來(lái)解決,經(jīng)充分回火后,對(duì)需線切割或磨削加工的模具,事前進(jìn)行140—160℃*12-24h熱油時(shí)效,可克服加工過(guò)程中自行碎裂或尺寸變化。
 ?、藷崽幚碜冃蔚男U?mdash;利用回火過(guò)程應(yīng)力松弛效應(yīng),促使彈性變形向塑性變形轉(zhuǎn)化而校正翹曲。用殘余奧氏體在低溫下的馬氏體轉(zhuǎn)變膨脹效應(yīng),校正Cr12系鋼模具在過(guò)熱淬火造成的體積收縮。用淬火熱應(yīng)力(無(wú)相變加熱后熱縮處理)使模具型腔收縮,常用于校正變形、舊模具翻新和冷加工超差模具的補(bǔ)救。
  3.提高冷作模具使用壽命的方法
 ?、疟砻娣雷o(hù)--冷作模具的表面質(zhì)量極為重要,即使存在輕微的脫碳、晶界內(nèi)氧化或過(guò)度滲碳均將明顯惡化其強(qiáng)韌性。因此,在淬火加熱過(guò)程中,妥善保護(hù)表面,對(duì)于發(fā)揮模具鋼的耐磨強(qiáng)韌性能潛力,保證和提高模具壽命,具有重要的作用。
  ⑵真空淬火—是確保模具表面無(wú)缺陷,并可脫除部分有害雜質(zhì)的熱處理工藝,能顯著提高模具的強(qiáng)韌性及使用壽命。由于真空設(shè)備價(jià)格較貴,對(duì)于一般小企業(yè)可用外接機(jī)械泵的簡(jiǎn)易真空罐加熱,冷卻時(shí)取出真空罐通入氮?dú)?,或開(kāi)罐取出分級(jí)淬火。
 ?、沁x擇合適的淬火溫度--淬火加熱規(guī)范決定了奧氏體的實(shí)際晶粒度,從而對(duì)馬氏體的形態(tài)及回火后的性能都有顯著的影響。對(duì)低淬透性模具鋼提高淬火溫度,有利于提高鋼的抗壓屈服強(qiáng)度與熱穩(wěn)定性,但使韌性下降。對(duì)高合金鋼模具用淬火溫度下限,可提高韌性、減少變形和開(kāi)裂。
 ?、染Я<疤蓟锏奈⒓?xì)化處理--奧氏體晶粒和碳化物微細(xì)化處理,可同時(shí)起到提高模具的強(qiáng)度、韌性與耐磨性的作用。
  ⑸噴液淬火—以高速、高壓液流對(duì)冷鐓、冷沖模型孔或表面進(jìn)行淬火,具有強(qiáng)烈的冷卻作用,能提高淬硬層深度和硬度,加大表層殘余壓應(yīng)力。
  ⑹分級(jí)淬火和等溫淬火—可提高冷作模具的強(qiáng)韌性。
  ⑺形變熱處理—綜合利用形變強(qiáng)化及相變強(qiáng)化效應(yīng)??纱蠓忍岣呃渥髂>邚?qiáng)韌性,從而提高重載冷作模具的使用壽命,但實(shí)際應(yīng)用還存在很多工藝問(wèn)題。
 ?、汤涮幚?mdash;將淬火后的模具鋼降溫到-50℃至-80℃稱為冷處理,降溫到-150至-195℃稱為深冷處理。深冷處理比冷處理更能提高硬度及耐磨性。
 ?、秃侠淼幕鼗鸸に?mdash;回火處理是消除或降低模具的內(nèi)應(yīng)力、調(diào)節(jié)強(qiáng)度和韌性的重要工序。另外,為了提高模具的使用性能,在回火時(shí)需避開(kāi)材料的回火脆性溫度區(qū)。
 ?、伪砻鎻?qiáng)化處理(表面合金化)--模具工作型面直接承受機(jī)械載荷,是磨損、咬合、斷裂失效的發(fā)源地。對(duì)模具進(jìn)行表面強(qiáng)化處理(以化學(xué)熱處理為主),是提高使用壽命的重要途徑。其主要作用為提高模具的耐磨性、提高抗咬合能力、減少?zèng)_壓成型力、兼顧耐磨性和強(qiáng)韌性及提高疲勞斷裂抗力等。
  常州振博機(jī)械,從事冷擠壓生產(chǎn)加工二十多,工藝和技術(shù)有這自己獨(dú)特的一套,解決冷擠壓模具的熱處理缺陷只是一個(gè)我們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中遇到的小小的問(wèn)題,拿出來(lái)和大家分享一下而已。

文章由振博機(jī)械編輯發(fā)布:http://www.600921.cn/article/jjljymjdrcl.html

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