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精密模具熱處理變形及預防

2021-06-03


精密塑膠模具熱處理變形是模具處理過程的主要缺陷之一,對一些精密復雜模具,常因熱處理變形而報廢,因此控制精密復雜模具的變形一直成為熱處理生產中的關鍵問題。

  眾所周知,模具在熱處理時,特別是在淬火過程中,由于模具截面各部分加熱和冷卻速度的不一致而引起的溫度差,加之組織轉變的不等時性等原因,使得模具截面各部分體積脹縮不均勻,組織轉變的不均勻,從而引起“組織應力”和模具內外溫差所引起的熱應力。當其內應力超過模具的屈服極限時,就會引起模具的變形。

  因此,減少和控制精密復雜模具變形乃是廣大熱處理工作者的一項重要的研究課題。

精密塑膠模具

  本文試就精密復雜模具變形狀況、變形原因的研究,來探討減少和控制精密復雜模具變形的措施,以提高模具產品的質量和使用壽命。

  一、精密塑膠模具材料的影響

  1.模具的選材

  某機械廠從選材和熱處理簡便考慮,選擇T10A鋼制造截面尺寸相差懸殊、要求淬火后變形較小的較復雜模具,硬度要求56HRC-60HRC。精密塑膠模具熱處理后模具硬度符合技術要求,但模具變形較大,無法使用,造成模具報廢。后來該廠采用微變形鋼Cr12鋼制造,模具熱處理后硬度和變形量都符合要求。

  因此制造精密復雜、要求變形較小的模具,要盡量選用微變形鋼,如空淬鋼等。

  2.模具材質的影響

  某廠送來一批Cr12MoV鋼較復雜模具,模具都帶有¢60mm圓孔,模具熱處理后,部分模具圓孔出現橢圓,造成模具報廢。

  一般來說Cr12MoV鋼是微變形鋼,不應該出現較大變形。我們對變形嚴重的模具進行金相分析發現,模具鋼中含有大量共晶碳化物,且呈帶狀和塊狀分布。

  (1)模具橢圓(變形)產生的原因

  這是因為模具鋼中呈一定方向分布的不均勻碳化物的存在,碳化物的膨脹系數比鋼的基體組織小30%左右,加熱時它阻止模具內孔膨脹,冷卻時又阻止模具內孔收縮,使模具內孔發生不均勻的變形,使模具的圓孔出現橢圓。

  (2)預防措施

 ?、僭谥圃炀軓碗s模具時,要盡量選擇碳化物偏析較小的模具鋼,不要圖便宜,選用小鋼廠生產的材質較差鋼材。②對存在碳化物嚴重偏析的模具鋼要進行合理鍛造,來打碎碳化物晶塊,降低碳化物不均勻分布的等級,消除性能的各向異性。③對鍛后的模具鋼要進行調質熱處理,使之獲得碳化物分布均勻、細小和彌散的索氏體組織、從而減少精密復雜模具熱處理后的變形。④對于尺寸較大或無法鍛造的模具,可采用固溶雙細化處理,使碳化物細化、分布均勻,棱角圓整化,可達到減少模具熱處理變形的目的。


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