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热处理工艺对模具的影响有哪些?
发布时间:2021-05-27 13:17
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    苏州东锜在生产过程中,各工序操作人员均要求进行严格的自检、互检,同时IPQC也不断在现场进行抽检,发现问题及时处理,在出货时,OQC再次进行严格的探伤、硬度、尺寸检测,确保产品在出货时,均能符合客户要求,到达客户手中的产品“sus630切削性能零”投诉。

  

  

热处理工艺对模具的影响有哪些?

  

    模具可以通过热处理获得所需的工艺性能和使用性能,从而保证在正常使用条件下有一定的使用寿命。 但是,如果热处理工艺不合理或操作不当,变形、开裂等明显缺陷将严重影响模具钢的显微组织,导致模具早期失效,缩短模具使用寿命。

  

    模具热处理包括初步热处理,如球化退火、正火、应力消除回火、淬火和回火等。 它还包括***终热处理,如淬火和回火表面强化处理等。

  

    1。坯料预处理工艺的效果

  

    适当的预处理对提高模具的承载能力和使用寿命有积***的作用 初步热处理的主要目的是获得所需的加工性能,并为模具的***终热处理准备结构。其作用是消除毛坯的残余结构缺陷,形成有利于强度和韧性、冷加工加工性和减少淬火缺陷的原始结构。 热处理的关键是选择加热温度以确保碳化物或合金元素的充分溶解,以及选择冷却方法(速度或等温温度)以确保适当的切削硬度和沉淀碳化物的均匀分布。

  

    锻造后退火可以消除锻造后应力,调节工件的加工硬度,还可以调节碳化物的形状和分布。退火是否充分也对模具钢的抗断裂性能有很大影响。因此,应充分注意退火过程。 预处理后的显微组织对淬火开裂倾向和变形膨胀收缩倾向也有很大影响。实验预处理后得到的调质细球化组织的变形趋势远小于层状珠光体组织的变形趋势。

  

    钢中碳化物的不均匀分布会对模具的强度和韧性造成明显的损伤,可通过锻造工艺处理和适当的热处理来改善。 如果T8A钢冲头在碳化物微粉化后低温淬火,裂纹可显著减少,使用寿命可提高10倍。 碳化物细化处理后,Cr2钢淬火回火至59-60 HRC。cr2钢的缺口冲击值可比普通处理提高1倍以上,模具寿命可提高1-几倍。 通过高温固溶处理正火消除锻件坯料中网状二次碳化物或链状碳化物,可以显著提高钢的断裂韧性。 细化碳化物后,钢的塑性和冲击韧性可提高近一倍。

  

    高速钢和高铬钢共晶碳化物的不均匀性可以通过高温奥氏体化退火和等温退火从8 ~ 9级变为6 ~ 7级。 能明显改善碳化物在小坯料中的分布,特别是促进碳化物小颗粒的球化和大块碳化物棱角的圆整,细化晶粒。用于冷镦模具时,使用寿命可提高一倍以上。

  

    sus630不锈钢跟304的区别奥氏体晶粒的超细预处理可以全面提高模具钢的强度、韧性和抗压强度。 经过超细处理后,W6Mo5Cr4V2钢的晶粒尺寸从常规等温处理增加到10***至12***,抗弯强度提高近20% 经过超细预处理后,经过常规处理后,9SiCr钢轧制模具的晶粒尺寸从8-9级细化到13-14级,抗弯强度提高30%,断裂挠度提高40%,使用寿命提高一倍以上。

  

    2。***终热处理工艺的影响

  

    ***终热处理的关键是淬火工艺的制定 由不适当的热处理工艺或操作引起的早期模具故障的数量约占模具故障总数的60%。 热处理加热温度、保温时间长度、冷却速度和炉内气氛等工艺参数选择不当会导致淬火开裂或模具早期失效。 热处理过程中,模具应加热均匀,冷却均匀,防止模具表面氧化脱碳。淬火后,模具应及时充分回火,以提高模具硬度的均匀性,从而获得良好的耐磨性、高抗疲劳性或高冷热疲劳寿命。

  

    如果淬火温度过高,奥氏体晶粒会长大,大量碳化物会溶解在基体中,淬火后会出现粗针状马氏体,这增加了模具的热处理应力,使模具变脆,在使用过程中容易出现开裂、碎裂、断裂等问题。 例如,冷加工模具道碴拉伸模由150毫米走私CrWMn钢筋锻造而成,然后加工成型。热处理淬火温度为840-850 ℃,进行油冷淬火 当冲压出400件产品时,模具破裂了。经调查,温控仪表故障导致模具淬火加热温度达到870℃,淬火后产生粗大马氏体,增加了模具的脆性。 此外,由于残余奥氏体的大量存在,降低了钢的导热系数,磨削过程中容易形成磨削裂纹,导致模具使用过程中磨削裂纹迅速扩展并导致开裂。

  

    如果淬火温度过低,不能保证足够的合金元素溶解在基体中,这会导致模具淬透性、回火稳定性和硬度的降低。同时,钢的高温强度、显微组织稳定性和耐冷热疲劳性降低,导致模具塌陷、变形和磨损,模具使用寿命缩短。

  

    淬火冷却是淬火后获得所需组织和sus630模具钢性能的决定性因素。 如果冷却过快或油温过低,容易出现淬火裂纹,严重缩短疲劳寿命,甚至导致早期断裂。 如果冷却速度太慢,将发生非马氏体相变,这也将对模具的使用寿命产生不利影响。 对于碳钢和低合金钢,由于淬透性差,必须采用较高冷却速度的油冷或水冷来获得预期效果。 合金钢具有高淬透性,可通过油或空气冷却淬火。 对于大型模具,特别是对于模具壁厚的零件,中心区域的冷却速度较慢,并且经常得不到马氏体结构,这将导致碳化物或杂质元素沿晶体沉淀或聚集,形成“黑色晶界”,增加模具的脆性,并且在使用过程中导致模具的脆性断裂。

  

    模具的硬度影响模具的强度和耐磨性,但硬度的增加往往会导致模具的塑性和韧性下降。 模具的早期失效主要是由于高工作硬度和韧性损失造成的早期断裂。一小部分是由于低工作硬度和早期变形或磨损。 对于不同的模具,有自己***佳的强度和韧性匹配状态。通过分析模具的使用寿命、失效模式和主要影响因素,找出硬度和韧性的***佳匹配。

  

    例如,T10A钢冲头在软硅钢片上冲小孔,由于毛刺过多,只有几千个冲头会失效。 如果冲头的硬度从56到58 HRC增加到60到62 HRC,使用寿命可以增加到20,000到30,000倍,如果硬度进一步增加,使用寿命由于韧性不足而早期断裂而降低。 使用3Cr2W8V钢热挤压模具时,硬度在45-50 HRC时易发生早期断裂,当硬度降至38-40 RC时,不再发生早期断裂,平均寿命明显提高。

  

    此外,***终热处理中的回火也是一个重要的过程。 首先,模具应完全回火。高合金模具通常需要回火两次以上,因为钢中的残余奥氏体在回火和冷却过程中会转化为回火马氏体,并且残余奥氏体在两次以上回火后会完全转化。 否则,大的淬火应力将保留在模具中,降低模具的韧性,并使模具易于早期断裂。 为了缩短工作时间和提高设备利用率,回火时间可以适当缩短。

  

    sus630不锈钢硬度是多少加热过程中工件保护不足引起的脱碳或过度保护引起的表面渗碳会降低工件的使用寿命。 表面过量添加碳会降低材料的韧性,降低抗热疲劳性,增加碎裂和脆性断裂的趋势,并提高裂纹扩展速度。 冷加工模具表面碳化后,主要失效模式为碎裂和脆性断裂。 用3Cr2W8V和5CrNiMo钢制成的模具用气体渗碳炉或固体渗碳剂加热淬火。表面渗碳层易于形成,厚度为0.5-1.0毫米,碳含量ωc为0.7-1.0%,导致早期热疲劳开裂。

  

    脱碳是模具淬火和加热过程中***常见的表面缺陷。加热温度低于800℃的木碳,没有充分脱氧的盐浴,没有高度净化的分解氨气和氢气,不能保证模具表面不脱碳。 脱碳层强度低,耐磨性差,容易产生微裂纹。如果不去除,模具的耐磨性和抗疲劳性将会降低。 3Cr2W8V钢热冲压模具在高温箱式炉中加热淬火时,为了防止氧化脱碳,操作人员使用旧的固体渗碳剂进行保护,并引起表面渗碳。为了在淬火前除去渗碳剂,短时间停留在空气中会导致表面脱碳,并在渗碳层外形成铁素体组织。 在模具使用过程中,表面脱碳和低强度导致冲头表面强烈磨损,脱碳层下的增碳层降低钢的热导率,增加模具内外的温度梯度,增加热应力和热应变,凹槽成为热疲劳裂纹的来源,导致模具早期失效。

  

    4Cr5MoSiV1是制造大中型铝合金压铸模的***佳材料。即使脱碳层非常薄,也明显影响耐疲劳性。 由这种材料制成的铝合金压铸模具在压铸至少一万次之前不会有热疲劳裂纹。 只有2000次压铸后,上述一组模具经历了早期热疲劳和失效。热疲劳裂纹处模具截面的金相分析表明,表面上有0.1毫米厚的贫碳层,在距表面0.05毫米处硬度为362HV,在0.10毫米处硬度为386HV,在0.15毫米处硬度为412HV,在0.2毫米处硬度为426HV

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