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模具硬度不足不均原因分析與對策

文章出處:責任編輯:人氣:-發表時間:2023-09-19 11:00【

濟南模具設計培訓——模具熱處理中的硬度問題

引言:

在模具制造過程中,熱處理是非常重要的一環。其中,硬度是評價模具力學性能的重要指標之一。如果模具的硬度不合格,將會嚴重影響其耐磨性和疲勞強度等性能,從而導致早期失效和使用壽命降低。本文將介紹模具熱處理中硬度不合格的產生原因與分析,并提出解決措施與對策。

1. 模具熱處理中硬度不合格的產生原因與分析

(1)鋼材淬透性差:大型模具選用了淬透性低的鋼種。

(2)碳化物偏析嚴重或組織粗大:模具鋼原始組織中存在石墨碳和碳化物偏析、聚集。

(3)球化退火不良:鍛造后未進行很好的球化退火,使模具鋼球化組織不良。

(4)表面脫碳層:模具表面未除凈退火或淬火加熱時產生的脫碳層。

(5)淬火溫度過高或過低:淬火溫度過高,淬火后殘留奧氏體量過多;或淬火溫度過低,加熱保溫時間不足,使模具鋼的相變不完全。

(6)冷卻速度過慢或分級與等溫溫度過高或時間過長:模具淬火加熱后冷卻速度過慢,分級與等溫溫度過高或時間過長,淬火冷卻介質選擇不當。

(7)冷卻介質含雜質太多或老化:堿浴水分過少,或淬火冷卻介質中含雜質過多,或淬火冷卻介質老化。

(8)出淬火冷卻介質時溫度太高:模具淬火冷卻后出淬火冷卻介質時溫度太高,導致冷卻不足。

(9)回火不充分及回火溫度太高等。

2. 解決措施與對策

(1)正確選用鋼種:大型模具應選用淬透性高的高合金模具鋼。

(2)加強原材料檢查并進行球化退火處理:確保原材料符合標準。對于不良原材料鋼材進行合理的鍛造并進行球化退火處理以確保獲得良好的組織。碳素工具鋼不易多次退火以防止石墨化。
1為一個大型鑄造件切口顯微鏡下觀察到明顯偏析現象;

2為一個經歷了較好預備熱處理組織、正確選用了加工參數、經歷了正常使用壽命后被拆開觀察到金相組織依然較好、無明顯軟區現象;

3為一個小型精密零件切口顯微鏡下觀察到明顯氣孔現象;

正文:

(3)嚴格執行鍛造工藝和球化退火工藝:保證有良好的預備熱處理組織。
4為一個粗晶結構塊體切口顯微鏡下觀察到明顯缺陷現象;

5為同樣尺寸大小但經歷了較好預備熱處理組織、正確選用了加工參數、經歷了正常使用壽命后被拆開觀察到金相組織依然較好、無明顯軟區現象;

正文:

(4)徹底清除表面銹斑和氧化皮并注意加熱時保護措施:盡量采用真空加熱淬火或保護氣氛加熱淬火。鹽浴加熱時應進行良好脫氧處理以避免表面脫碳層產生。

6為一個鑄造件表面鐵銹現象;

正文:

(5)制訂正確的淬火加熱工藝參數并確保相變充分:以大于臨界冷卻速度的速率進行快速冷卻以獲得合格金相組織。

7為一個金相試樣通過調整制定出最優秀最穩定金相結果示意;

正文:

(6)正確選用淬火冷卻介質和方式并嚴格控制分級與等溫時間和溫度;

8為一個油池式批量生產設備示意草稿設計;

正文:

(7)嚴格控制堿浴水分含量并定期更換及檢測其特性曲線;

配圖說明:

9為一個自動在線檢測儀器示意草稿設計;

正文:

(8)對尺寸大的模具延長浸入時間防止出油池時溫度太高導致無法達到所需硬度值。

10為一個超大型鑄件放置在油池內待待上車示意草稿設計;

正文:

(9) 及時回回酸, 防止回酸溫暖過高.

(10) 對于需要更高硼強韌需求之塑料成形極品, 可考慮進行更低溫之超細晶顆粒組構形成技術.

(11) 進行表面強化處理: 如噴涂覆蓋層, 離子注入, 氮氣/羰基共漿等.

配圖說明:

11 顯微鏡下觀看由雜質所形成之裂紋;

12 高壓噴涂設備示意草稿設計;

13 離子注入設備示意草稿設計;

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