精密復(fù)雜模具變形狀況喻谭、變形原因的作一研究蠢护,來(lái)探討減少和控制精密復(fù)雜模具變形的措施堤结,以提高模具產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命必怜。
一魁夫、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(jiǎn)便考慮偷菩,選擇T10A鋼制造截面尺寸相差懸殊窗耘、要求淬火后變形較小的較復(fù)雜模具,硬度要求56-60HRC稳嘁。熱處理后模具硬度符合技術(shù)要求乱险,但模具變形較大,無(wú)法使用托习,造成模具報(bào)廢石检。后來(lái)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虏淋。預(yù)防措施: 因此制造精密復(fù)雜惯斥、要求變形較小的模具,要盡量選用微變形鋼尸查,如空淬鋼等病趋。
2.模具材質(zhì)的影響:某廠送來(lái)一批Cr12MoV鋼較復(fù)雜模具,模具都帶有¢60m m圓孔竖伯,模具熱處理后存哲,部分模具圓孔出現(xiàn)橢圓,造成模具報(bào)廢七婴。 一般來(lái)說(shuō)Cr12MoV鋼是微變形鋼祟偷,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)打厘,模具鋼中含有大量共晶碳化物修肠,且呈帶狀和塊狀分布。
』Фⅰ(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谇妒蓟锏呐蛎浵禂?shù)比鋼的基體組織小30%左右莽鸭,加熱時(shí)它阻止模具內(nèi)孔膨脹吗伤,冷卻時(shí)又阻止模具內(nèi)孔收縮,使模具內(nèi)孔發(fā)生不均勻的變形蒋川,使模具的圓孔出現(xiàn)橢圓牲芋。
(2)預(yù)防措施: ①在制造精密復(fù)雜模具時(shí)倡挚,要盡量選擇碳化物偏析較小的模具鋼情庐,不要圖便宜,選用小鋼廠生產(chǎn)的材質(zhì)較差鋼材蒸拦。②對(duì)存在碳化物嚴(yán)重偏析的模具鋼要進(jìn)行合理鍛造辙资,來(lái)打碎碳化物晶塊,降低碳化物不均勻分布的等級(jí)蜘把,消除性能的各向異性癌雷。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衅滞、細(xì)小和彌散的索氏體組織魄仙、從而減少精密復(fù)雜模具熱處理后的變形牵观。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)化處理水惑,使碳化物細(xì)化塌自、分布均勻,棱角圓整化汽足,可達(dá)到減少模具熱處理變形的目的悟旧。
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)都很好减拭,往往因?yàn)槟>呓Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理蔽豺,如薄邊、尖角拧粪、溝槽修陡、突變的臺(tái)階、厚薄懸殊等可霎,造成模具熱處理后變形較大濒析。
1、變形的原因:由于模具各處厚薄不均或存在尖銳圓角啥纸,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)力的不同号杏,導(dǎo)致各部位體積膨脹的不同,使模具淬火后產(chǎn)生變形斯棒。
2盾致、 預(yù)防措施:設(shè)計(jì)模具時(shí),在滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)需要的情況下荣暮,應(yīng)盡量減少模具厚薄懸殊庭惜,結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng),在模具的厚薄交界處嗡窑,盡可能采用平滑過(guò)渡等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)籽钝。根據(jù)模具的變形規(guī)律,預(yù)留加工余量夭蹦,在淬火后不致于因?yàn)槟>咦冃味鼓>邎?bào)廢航赦。對(duì)形狀特別復(fù)雜的模具,為使淬火時(shí)冷卻均勻耳恭,可采用給合結(jié)構(gòu)犹狮。
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)叹惕,一些形狀復(fù)雜箱藏、精度要求高的模具,在熱處理后變形較大随巴,經(jīng)認(rèn)真調(diào)查后發(fā)現(xiàn)鲜堆,模具在機(jī)械加工和最后熱處理未進(jìn)行任何預(yù)先熱處理掖沸。
1、 變形原因:在機(jī)械加工過(guò)程中的殘余應(yīng)力和淬火后的應(yīng)力疊加昌执,增大了模具熱處理后的變形固棚。
2、 預(yù)防措施: (1)粗加工后仙蚜、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℃以下出爐空冷厂汗,也可采用400℃×(2-3)h去應(yīng)力處理委粉。 (2)降低淬火溫度,減少淬火后的殘余應(yīng)力娶桦。 (3) 采用淬油170oC出油空冷(分級(jí)淬火)贾节。 (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)力減少衷畦,模具變形較小栗涂。
四、熱處理加熱工藝的影響:
1祈争、加熱速度的影響:模具熱處理后的變形一般都認(rèn)為是冷卻造成的斤程,這是不正確的。模具特別是復(fù)雜模具菩混,加工工藝的正確與否對(duì)模具的變形往往產(chǎn)生較大的影響忿墅,對(duì)一些模具加熱工藝的對(duì)比可明顯看出,加熱速度較快棍潜,往往產(chǎn)生較大的變形恭吊。
(1)變形原因: 任何金屬加熱時(shí)都要膨脹针如,由于鋼在加熱時(shí)仓判,同一個(gè)模具內(nèi),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艇泡,從而形成因加熱不均的內(nèi)應(yīng)力蜘体。在鋼的相變點(diǎn)以下溫度,不均勻的加熱主要產(chǎn)生熱應(yīng)力广狂,超過(guò)相變溫度加熱不均勻翅殃,還會(huì)產(chǎn)生組織轉(zhuǎn)變的不等時(shí)性,既產(chǎn)生組織應(yīng)力虾钾。因此加熱速度越快臊娩,模具表面與心部的溫度差別越大,應(yīng)力也越大透嫩,模具熱處理后產(chǎn)生的變形也越大框全。
〔毂痢(2)預(yù)防措施 :對(duì)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(lái)說(shuō)津辩,模具真空熱處理變形要比鹽浴爐加熱淬火小得多拆撼。?采用預(yù)熱,對(duì)于低合金鋼模具可采用一次預(yù)熱(550-620oC)喘沿;對(duì)于高合金剛模具應(yīng)采用二次預(yù)熱(550-620oC和800-850oC)闸度。
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