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对于精密五金配件常见问题的处理


  从而保证精密复杂模具的精度。 不再进行热处理。
  对一些精密复杂模具,如何预防精密模具热处置变形问题模具热处理变形是模具处置过程的主要缺陷之一。常因热处置变形而报废,因此控制精
  密复杂模具的变形一直成为热处置生产中的关键问题。
  模具在热处理时,众所周知。特别是淬火过程中,由于模具截面各部分加热和冷却速度的不一致而引起的温加之组织转变的不等时性等原因,度差。使得模具截面各部分体积胀缩不均匀,组织转变的不均匀,从而引起就会引起模具的变形。 组织应力 ” 和模具内外温差所引起的热应力。当其内应力逾越模具的屈服极限时,减少和控制精密复杂模具变形乃是广大热处置工作者的一项重要的研究课题。来探讨减少和控制精密复杂模具变形的措施,本文试就精密复杂模具变形状况、变形原因的研究。以提高模具产品的质量和使用寿命。
  一、模具资料的影响
  1 .模具的选材
  选择 T10A 钢制造截面尺寸相差悬殊、要求淬火后变形较小的较复杂模具,某机械厂从选材和热处置简便考虑。但模具变形较大,硬度要求 56-60HRC 热处置后模具硬度符合技术要求。无法使用,造成模具报废。后来该厂 模具热处置后硬度和变形量都符合要求。 采用微变形钢 Cr12 钢制造。要尽量选用微变形钢,因此制造精密复杂、要求变形较小的模具。如空淬钢等。
  2 .模具材质的影响
  模具都带有¢ 60m m 圆孔,某厂送来一批 Cr12MoV 钢较复杂模具。模具热处理后,局部模具圆孔出现椭圆,造成模具报废。
  不应该出现较大变形。对变形严重的模具进行金相分析发现,一般来说 Cr12MoV 钢是微变形钢。模具钢中含且呈带状和块状分布。 有大量共晶碳化物。
  1 模具椭圆(变形)发生的原因 这是因为模具钢中呈一定方向分布的不均匀碳化物的存在碳化物的膨加热时它阻止模具内孔膨胀,胀系数比钢的基体组织小30%左右。冷却时又阻止模具内孔收缩,使模具内孔使模具的圆孔出现椭圆。 发生不均匀的变形。
  要尽量选择碳化物偏析较小的模具钢, 2 预防措施  ① 在制造精密复杂模具时。不要图便宜,选用小钢厂来打碎碳化物晶块,生产的材质较差钢材。 ②对存在碳化物严重偏析的模具钢要进行合理锻造。降低碳化物不消除性能的各向异性。 ③对锻后的模具钢要进行调质热处理,均匀分布的等级。使之获得碳化物分布均匀、细可采用 小和弥散的索氏体组织、从而减少精密复杂模具热处理后的变形。 ④ 对于尺寸较大或无法锻造的模具。
  使碳化物细化、分布均匀,固溶双细化处理。棱角圆整化,可达到减少模具热处理变形的目的
  二、模具结构设计的影响
  往往因为模具结构设计不合理,有些模具选材和钢的材质都很好。如薄边、尖角、沟槽、突变的台阶、厚薄悬造成模具热处置后变形较大。 殊等。
  1 变形的原因
  因此在淬火时引起模具各部位之间的热应力和组织应力的不同,由于模具各处厚薄不均或存在尖锐圆角。导致使模具淬火后产生变形。 各部位体积膨胀的不同。
  2 预防措施
  满足实际生产需要的情况下,设计模具时。应尽量减少模具厚薄悬殊,结构不对称,模具的厚薄交界处,预留加工余量,尽可能采用平滑过渡等结构设计。根据模具的变形规律。淬火后不致于因为模具变形而使模具报废。
  为使淬火时冷却均匀,对形状特别复杂的模具。可采用给合结构。
  三、模具制造工序及残余应力的影响
  一些形状复杂、精度要求高的模具,工厂经常发现。热处置后变形较大,经认真调查后发现,模具在机械加工和最后热处置未进行任何预先热处理。
  1 变形原因
  增大了模具热处理后的变形。 机械加工过程中的剩余应力和淬火后的应力叠加。
  2 预防措施
  减少淬火后的剩余应力。
  3 采用淬油 170oC 出油空冷(分级淬火)
  4 采用等温淬火工艺可减少淬火残余应力。
  模具变形较小。 采用以上措施可使模具淬火后剩余应力减少。
  四、热处置加热工艺的影响
  1 加热速度的影响
  加工工艺的正确与否对 模具热处理后的变形一般都认为是冷却造成的这是不正确的模具特别是复杂模具。
  对一些模具加热工艺的对比可明显看出,模具的变形往往发生较大的影响。加热速度较快,往往发生较大的变形。由于钢在加热时, 1 变形的原因 任何金属加热时都要膨胀。同一个模具内,各部分的温度不均(即加热的从而形成因加热不均的内应力。钢的相变点以下温 不均匀)就肯定会造成模具内各部分的膨胀的不一致性。不均匀的加热主要发生热应力,度。逾越相变温度加热不均匀,还会发生组织转变的不等时性,既发生组织应模具外表与心部的温度差别越大,力。因此加热速度越快。应力也越大,模具热处置后产生的变形也越大。 一般来说, 2 预防措施 ? 对复杂模具在相变点以下加热时应缓慢加热。模具真空热处置变形要比盐浴炉加热对于低合金钢模具可采用一次预热( 550-620oC 对于高合金刚模具应采用二次预 淬火小得多。
  2 加热温度的影响
  认为需提高淬火加热温度。但是生产实践标明,一些厂家为了保证模具达到较高硬度。这种做法是不恰当的同样是采用正常的加热温度下进行加热淬火,对于复杂模具。允许的上限温度加热后的热处置变形要比在允许的下限温度加热的热处置变形大得多。
  淬火加热温度越高, 1 变形原因 众所周知。钢的晶粒越趋长大,由于较大晶粒能使淬透性增加,则使淬火由于复杂模具大多由中高合金钢制造,冷却时产生的应力越大。再之。如果淬火温度高,则因 Ms 点低,组织中加大模具热处置后变形。 残留奥氏体量增多。
  尽量选用下限淬火加热温度, 2 预防措施 保证模具的技术条件的情况下合理选择加热温度。以减少冷却从而减少复杂的热处理变形。 时的应力。
  五、残留奥氏体的影响
  如 Cr12MoV 钢模具在淬火和低温回火后,一些高合金模具钢。模具的长、宽、高皆发生缩小现象,这是因为模具淬火后残留奥氏体量过多而引起的
  1 变形原因
  钢中各种组织有不同的比体积,因合金钢(如 Cr12MoV 钢 ) 淬火后含有大量残留奥氏体。奥氏体的比体积最小,这是高合金钢模具淬火低温回火后体积发生缩小的主要原因。钢的各种组织的比体积按下列顺序递减:马氏体 -回火索氏体 - 珠光体 - 奥氏体
  2 预防措施
  残留奥氏体量越大, 1 适当降低淬火温度。正如前面叙述过的淬火加热温度越高。因此选择适当的淬火加热要考虑模具的综合性能,温度是减少模具缩小的重要措施。一般在保证模具技术要求的情况下。适当降低模具淬火加热温度。
  Cr12MoV 钢模具淬火后, 2 一些数据表明。 500oC 回火较 200oC 回火的残留奥氏体量少了一半,所以在保证模应适当提高回火温度。生产实践标明: Cr12MoV 钢模具 500oC 回火模具变形量最小,具技术要求的前提下。而硬度降低不多( 2~3HRC 也是减少模具变形、稳定使用时发生尺寸变化的 3 模具淬火后采取冷处理是减少残留奥氏体量的最佳工艺。
  因此精密复杂模具一般应采用深冷处理。
  六、冷却介质和冷却方法的影响
  但冷却过程中的影响也是 模具热处置变形往往是淬火冷却后所表现出来的这虽然有以上各种因素的影响。
  1 变形发生的原因
  钢即发生相变,当模具冷却到 Ms 点以下时。除因冷却不一致所早成的热应力外,还有因相变的不等时性而产生冷却速度越快,组织应力。冷却越不均匀,发生的应力越大,模具的变形也越大。
  2 预防措施
  尽量采用预冷, 1 保证模具硬度要求的前提下。对于碳素钢和低合金模具钢可预冷至棱角部位发黑720~760oC 对于在珠光体转变区过冷奥氏体较稳定的钢种可预冷至 700oC 左右。减少一些复杂模具变形的有效方法 2 采用分级冷却淬火能显著减少模具淬火时产生的热应力和组织应力。
  采用等温淬火能显著减少变形。 3 对一些精密复杂模具。
  七、改进热处理工艺、减少模具热处理变形
  不论采取什么方法,模具在淬火后的变形。变形都是无法防止的但是对于要严格控制变形量的精密复杂模具可采取以下方法进行控制。
  1 采用调质热处理
  而外表硬度要求较高的精密复杂模具,对基本硬度要求不高。可采取模具粗加工后进行调质热处理,精加工后不存在基体组织相变,进行低温氮化处理( 500~550oC 由于模具氮化温度低。另外炉冷至室温出炉,冷却应模具变形较小。 力也较少。
  2 采用预先热处理
  如其硬度要求不太高,可采用预先热处理的预硬钢,对模具钢(如 3Cr2Mo, 对精密复杂模具。 3CrMnNiMo 钢)进使之到达使用时的硬度(较低硬度为 25~35HRC 较高硬度为 40~50HRC 然后把模具加工成型 行预先热处理。
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