模具熱處理缺陷及預(yù)防
1.模具表面有軟點(diǎn)
模具熱處理后表面有軟點(diǎn),將影響模具的耐磨性刺勇、減少模具的使用壽命迟摹。
”π痢(1)產(chǎn)生原因
1)模具在熱處理前表面有氧化皮虐恋、銹斑及局部脫碳馒符。
2)模具淬火加熱后,冷卻淬火介質(zhì)選擇不當(dāng),淬火介質(zhì)中雜質(zhì)過多或老化监征。
(2)預(yù)防措施
1)模具熱處理前應(yīng)去除氧化皮饵逐、銹斑括眠,在淬火加熱時(shí)適當(dāng)保護(hù)模具表面掷豺,應(yīng)盡量采用真空電爐薄声、鹽浴爐和保護(hù)氣氛爐中加熱。
2)模具淬火加熱后冷卻時(shí)德频,應(yīng)選擇合適的冷卻介質(zhì)缩幸,對(duì)長(zhǎng)期使用的冷卻介質(zhì)要經(jīng)常進(jìn)行過濾壹置,或定期更換。
2.模具熱處理前組織不佳
模具最終球化組織粗大不均、球化不完善爆办,組織有網(wǎng)狀宦逃、帶狀和鏈狀碳化物,這將使模具在淬火后易產(chǎn)生裂紋嘱董,造成模具報(bào)廢。
『丝础(1)產(chǎn)生原因
1)模具鋼材料原始組織存在嚴(yán)重碳化物偏析券豺。
2)鍛造工藝不佳桨座,如鍛造加熱溫度過高破讨、變形量小、停鍛溫度高烫沙、鍛后冷卻速度緩慢等锌蓄,使鍛造組織粗大并有網(wǎng)狀撑柔、帶狀及鏈狀碳化物存在铅忿,使球化退火時(shí)難以消除。
3)球化退火工藝不佳昼捍,如退火溫度過高或過低央匀,等溫退火時(shí)間短等技窝,可造成球化退火組織不均或球化不良叙冕。
(2)預(yù)防措施
1)一般應(yīng)根據(jù)模具的工作條件主靡、生產(chǎn)批量及材料本身的強(qiáng)韌化性能否艺,盡量選擇品質(zhì)好的模具鋼材料盒苛。
2)改進(jìn)鍛造工藝或采用正火預(yù)備熱處理邓尤,來消除原材料中網(wǎng)狀和鏈狀碳化物及碳化物的不均勻性汞扎。
3)對(duì)無法進(jìn)行鍛造的碳化物偏析嚴(yán)重的高碳模具鋼可進(jìn)行固溶細(xì)化熱處理佩捞。
4)對(duì)鍛造后的模坯制定正確的球化退火工藝規(guī)范一忱,可采用調(diào)質(zhì)熱處理和快速勻細(xì)球化退火工帘营。
5)合理裝爐芬迄,保證爐內(nèi)模坯溫度的均勻性瘤贷。
3.模具產(chǎn)生淬火裂紋
模具在淬火后產(chǎn)生裂紋是模具熱處理過程中的最大缺陷招惜,將使加工好的模具報(bào)廢抗钻,使生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)造成很大損失褒述。
(1)產(chǎn)生的原因
1)模具材料存在嚴(yán)重的網(wǎng)狀碳化物偏析妒槐。
2)模具中存在有機(jī)械加工或冷塑變形應(yīng)力蝎毡。
3)模具熱處理操作不當(dāng)(加熱或冷卻過快沐兵、淬火冷卻介質(zhì)選擇不當(dāng)扎谎、冷卻溫度過低毁靶、冷卻時(shí)間過長(zhǎng)等)。
4)模具形狀復(fù)雜拐叉、厚薄不均厨棒、帶尖角和螺紋孔等,使熱應(yīng)力和組織應(yīng)力過大桑趴。
5)模具淬火加熱溫度過高產(chǎn)生過熱或過燒盟拨。
6)模具淬火后回火不及時(shí)或回火保溫時(shí)間不足盔连。
7)模具返修淬火加熱時(shí)琢账,未經(jīng)中間退火而再次加熱淬火。
8)模具熱處理的凰染,磨削工藝不當(dāng)被核。
9)模具熱處理后電火花加工時(shí),硬化層中存在有高的拉伸應(yīng)力和顯微裂紋娇紊。
〔帷(2)預(yù)防措施
1)嚴(yán)格控制模具原材料的內(nèi)在質(zhì)量
2)改進(jìn)鍛造和球化退火工藝,消除網(wǎng)狀触茎、帶狀凹尺、鏈狀碳化物处榔,改善球化組織的均勻性。
3)在機(jī)械加工后或冷塑變形后的模具應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火(>600℃)后再進(jìn)行加熱淬火吊宋。
4)對(duì)形狀復(fù)雜的模具應(yīng)采用石棉堵塞螺紋孔纲辽,包扎危險(xiǎn)截面和薄壁處,并采用分級(jí)淬火或等溫淬火璃搜。
5)返修或翻新模具時(shí)需進(jìn)行退火或高溫回火拖吼。
6)模具在淬火加熱時(shí)應(yīng)采取預(yù)熱,冷卻時(shí)采取預(yù)冷措施这吻,并選擇合適淬火介質(zhì)吊档。
7)應(yīng)嚴(yán)格控制淬火加熱溫度和時(shí)間,防止模具過熱和過燒唾糯。
8)模具淬火后應(yīng)及時(shí)回火怠硼,保溫時(shí)間要充分,高合金復(fù)雜模具應(yīng)回火2-3次移怯。
9)選擇正確的磨削工藝和合適的砂輪香璃。
10)改進(jìn)模具電火花加工工藝,并進(jìn)行去應(yīng)力回火舟误。
4.模具淬火后組織粗大
模具淬火后組織粗大葡秒,將嚴(yán)重影響模具的力學(xué)性能,使用時(shí)將會(huì)使模具產(chǎn)生斷裂沃羽,嚴(yán)重影響模具的使用壽命捺膳。
(1)產(chǎn)生的原因
1)模具鋼材混淆萄天,實(shí)際鋼材淬火溫度遠(yuǎn)低于要求模具材料的淬火溫度(如把GCr15鋼當(dāng)成3Cr2W8V鋼)。
2)模具鋼淬火前未進(jìn)行正確的球化處理工藝裹五,球化組織不良卦须。
3)模具淬火加熱溫度過高或保溫時(shí)間過長(zhǎng)。
4)模具在爐中放置位置不當(dāng)捅县,在靠近電極或加熱元件區(qū)易產(chǎn)生過熱摊壳。
5)對(duì)截面變化較大的模具,淬火加熱工藝參數(shù)選擇不當(dāng)猪晰,在薄截面和尖角處產(chǎn)生過熱粒颂。
(2)預(yù)防措施
1)鋼材入庫前應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行檢驗(yàn)状寨,嚴(yán)防鋼材混淆亂放仑萧。
2)模具淬火前應(yīng)進(jìn)行正確的鍛造和球化退火,以確保良好的球化組織枷遂。
3)正確制定模具淬火加熱工藝規(guī)范樱衷,嚴(yán)格控制淬火加熱溫度和保溫時(shí)間棋嘲。
4)定期檢測(cè)和校正測(cè)溫儀表,保證儀表正常工作矩桂。
5)模具在爐中加熱時(shí)應(yīng)與電極或加熱元件保持適當(dāng)?shù)木嚯x沸移。
5.模具硬度低或不均勻
模具熱處理后硬度偏低或硬度不均勻?qū)⑹鼓>吣湍バ越档停鼓>咴缙谑е读瘢瑖?yán)重影響模具的使用壽命雹锣。
(1)產(chǎn)生的原因
1)大型模具選用了淬透性低的鋼種癞蚕。
2)模具鋼材原始組織中碳化物偏析嚴(yán)重蕊爵。
3)模具鍛造工藝不正確,鍛后未進(jìn)行很好的球化涣达,使模具鋼球化組織不良在辆。
4)模具表面殘留有退火脫碳層或淬火加熱時(shí)產(chǎn)生脫碳層。
5)模具淬火溫度過高度苔,淬火后殘留奧氏體量過多匆篓;或淬火溫度過低,使模具鋼相變不完全余窖。
6)模具淬火加熱后冷卻速度慢猾妖,分級(jí)、等溫過高或時(shí)間過長(zhǎng)森片、冷卻介質(zhì)選擇不當(dāng)啼脑。
7)淬火介質(zhì)中含雜質(zhì)過多或老化。
8)模具淬火冷卻后出淬火介質(zhì)時(shí)溫度過高毯炊、冷卻不足令袒。
9)回火不充分及回火溫度過高。
√亍(2)預(yù)防措施
1)正確選用模具鋼種程蠕,大型模具應(yīng)選用淬透性高的高合金模具鋼。
2)選擇合理的鍛造工藝和球化退火工藝躲含,保證有良好的預(yù)備熱處理組織辣铡。
3)模具熱處理前應(yīng)徹底消除模具表面的銹斑和氧化皮,并注意加熱時(shí)的保護(hù)别肄,在有條件的情況下盡量采用真空加熱或保護(hù)氣氛加熱酣衷,鹽浴加熱時(shí)應(yīng)進(jìn)行良好的脫碳處理。
4)正確制定模具淬火回火工藝規(guī)格次泽,回火要充分穿仪。
5)應(yīng)選用合適的冷卻介質(zhì)和冷卻方式。
6)要嚴(yán)格控制堿浴水分含量意荤,對(duì)長(zhǎng)期使用的淬火油要經(jīng)常進(jìn)行過濾及定期更換牡借。
7)對(duì)硬度要求高的模具可采用深冷處理拳昌。
8)為了提高模具的硬度和使用壽命,對(duì)淬火后的模具可進(jìn)行表面強(qiáng)化處理(如滲氮或氮碳共滲熱處理等)钠龙。
6.模具表面脫碳
模具在熱處理時(shí)由于保護(hù)不良炬藤,模具表面脫碳,使模具淬火后的硬度大大降低碴里,嚴(yán)重影響模具的使用壽命沈矿。
(1)產(chǎn)生的原因
1)模具在箱式或井式電阻爐中加熱時(shí)咬腋,模具表面產(chǎn)生脫碳羹膳。
2)在鹽浴爐加熱時(shí),鹽浴老化根竿,未能很好地進(jìn)行脫氧處理缰寻。
3)模具的工、夾具向鹽浴中帶進(jìn)鐵銹卜呈。
〖韫ⅰ(2)預(yù)防措施
1)模具在空氣電爐中加熱時(shí),要采用保護(hù)氣氛或保護(hù)措施(如涂料保護(hù)等)贵舀。
2)鹽浴加熱時(shí)苔盆,鹽的質(zhì)量必須符合標(biāo)準(zhǔn)的要求,并經(jīng)300~500℃×2~4h的烘干脫水處理欲灾。
3)鹽浴應(yīng)定期脫氧茵窃,嚴(yán)格控制鹽浴中的氧化物含量,并定期清除爐渣勉徘,以免鹽浴中氧化物增長(zhǎng)過快漏北。
4)在有條件的情況下,應(yīng)盡量采用真空加熱羊湃。
7.模具腐蝕
模具在鹽浴加熱時(shí)舵牛,由于鹽浴中氧化物的腐蝕,使模具表面質(zhì)量較差溯饵,另外空氣中加熱時(shí)間的氧化侵俗,脫碳和硝鹽中的分級(jí)淬火和等溫淬火時(shí)也會(huì)對(duì)模具產(chǎn)生腐蝕锨用,如不能時(shí)清除丰刊,將嚴(yán)重影響模具表面的硬度和使用性能,降低模具的使用壽命增拥。
∽那伞(1)產(chǎn)生的原因
1)在空氣爐中加熱模具表面保護(hù)不良。
2)在鹽浴爐中碳酸鹽或硫酸鹽的含量過高掌栅。
3)鹽浴中脫氧不良秩仆。
4)模具和夾具向鹽浴爐中帶進(jìn)氧化物码泛。
5)模具在400~500℃的硝鹽中分級(jí)冷卻時(shí),所產(chǎn)生的氧化腐蝕澄耍。
≡肷骸(2)預(yù)防措施
1)在有條件的情況下盡量采取真空加熱,在空氣爐中加熱時(shí)應(yīng)采用保護(hù)氣氛或保護(hù)措施齐莲。
2)應(yīng)嚴(yán)格控制鹽浴中碳酸鹽的含量痢站,不用黃血鹽作高溫鹽浴脫氧劑,加活性碳除硫酸鹽鳖直,并嚴(yán)格進(jìn)行脫氧悯女。
3)模具和夾具在鹽浴加熱前應(yīng)清理表面,避免向鹽浴中帶入氧化物姥咖。
4)用硝酸鹽分級(jí)冷卻時(shí)犀震,應(yīng)定期檢查硝鹽成分,硝酸鹽使用溫度應(yīng)低于500℃碟灾。
5)模具淬火禀坝、回火后應(yīng)及時(shí)清除模具表面殘鹽。
8.模具的變形
模具熱處理時(shí)由于熱應(yīng)力箭堆、組織應(yīng)力和熱處理工藝操作不當(dāng)將會(huì)產(chǎn)生變形几研,將會(huì)影響模具的變形,是模具熱處理過程的主要缺陷之一猿异,前面已經(jīng)介紹蚓夺。
9.改進(jìn)工藝減少模具熱處理缺陷的產(chǎn)生
模具在熱處理過程中產(chǎn)生的一些缺陷:如模具的變形與開裂、硬度偏低或不均勻兢涡、模具內(nèi)部組織粗大赛喊、不佳,模具表面脫碳局待、腐蝕斑响、有軟點(diǎn)等缺陷,其產(chǎn)生的原因是復(fù)雜的钳榨,但是只要掌握其產(chǎn)生的原因舰罚,采取相應(yīng)措施,模具熱處理缺陷是能夠減少的薛耻,也是能夠控制的营罢。一般來說對(duì)模具主要熱處理缺陷可采取以下措施來預(yù)防:
1)合理選材。對(duì)大型復(fù)雜模具應(yīng)選材質(zhì)好饼齿、淬透性好模具鋼饲漾,對(duì)碳化物偏析嚴(yán)重的模具鋼應(yīng)進(jìn)行合理鍛造并進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理。對(duì)較大和無法鍛造的模具鋼可進(jìn)行固溶雙細(xì)化熱處理缕溉。
2)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理考传,形狀要對(duì)稱吃型,厚薄不要太懸殊,螺紋孔要設(shè)置合理僚楞。對(duì)有脫碳的模具在熱處理前進(jìn)行切除勤晚。模具在淬火加熱前對(duì)其表面的銹斑要清除干凈。
3)對(duì)要求較高的模具要進(jìn)行預(yù)備熱處理闽芳,消除機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的殘留應(yīng)力爵路。
4)模具應(yīng)盡量采用真空加熱,采用空氣電阻爐中加熱時(shí)應(yīng)采取保護(hù)氣氛或保護(hù)措施讹唧;在采用鹽浴爐加熱時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制鹽浴成分并定期脫氧撈渣你浸,鹽浴加熱冷卻后應(yīng)及時(shí)清除模具表面的協(xié)渣。
5)合理選擇加熱溫度剃坦,控制加熱速度和保溫時(shí)間节暇,并定期檢查爐溫儀表。
6)在保證模具硬度的前提下绝电,要盡量選擇冷卻性能合適的淬火介質(zhì)忿奈,盡量選用預(yù)冷、分級(jí)冷卻淬火或等溫淬火工藝默在。
7)根據(jù)模具的形狀和大小要采取正確的裝爐方法(如裝爐方式和裝爐位置饰址,盡量避免模具靠近電阻絲和鹽爐電極)和正確冷卻操作方法,可有效減少熱處理缺陷的產(chǎn)生跺诈。
8)模具淬火后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行回火产舞,回火要充分。
以上這些措施可有效地減少模具熱處理缺陷的產(chǎn)生菠剩,提高模具的使用壽命易猫。
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