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这三个因素是模具变形的关键(1)

这三个因素是模具变形的关键(1)

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  • 发布时间:2019-01-02 08:23
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【概要描述】这三个因素是模具变形的关键(1) 目前,在模具制造中,已经应用了诸如EDM,型材磨削和线切割的新工艺,这解决了复杂模具的加工和热处理变形的问题。 然而,由于各种条件,这些新工艺尚未得到普遍应用。 因此,如何减少模具的热处理变形仍是一个非常重要的问题。 通常,模具需要高精度。 在热处理之后,处理和校准是不方便的或甚至是不可能的。 因此,即使在热处理之后,即使结构性能达到要求,如果变形太差,也会因

这三个因素是模具变形的关键(1)

【概要描述】这三个因素是模具变形的关键(1)

目前,在模具制造中,已经应用了诸如EDM,型材磨削和线切割的新工艺,这解决了复杂模具的加工和热处理变形的问题。 然而,由于各种条件,这些新工艺尚未得到普遍应用。 因此,如何减少模具的热处理变形仍是一个非常重要的问题。

通常,模具需要高精度。 在热处理之后,处理和校准是不方便的或甚至是不可能的。 因此,即使在热处理之后,即使结构性能达到要求,如果变形太差,也会因

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这三个因素是模具变形的关键(1)
 
目前,在模具制造中,已经应用了诸如EDM,型材磨削和线切割的新工艺,这解决了复杂模具的加工和热处理变形的问题。 然而,由于各种条件,这些新工艺尚未得到普遍应用。 因此,如何减少模具的热处理变形仍是一个非常重要的问题。
 
通常,模具需要高精度。 在热处理之后,处理和校准是不方便的或甚至是不可能的。 因此,即使在热处理之后,即使结构性能达到要求,如果变形太差,也会因为不能保存而报废。 不仅影响生产,还会造成经济损失。
 
这里不讨论热处理变形的一般规律。 以下是影响模具变形的一些因素的简要分析。
 
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模具材料对热处理变形的影响
 
材料对热处理变形的影响,包括钢的化学成分和原始结构。
 
从材料本身来看,热处理变形主要受组合物对淬透性,Ms点等的影响。
 
当碳素工具钢在正常淬火温度下进行水 - 油双液淬火时,它会在Ms点以上产生大的热应力; 当冷却到Ms点以下时,奥氏体转变为马氏体并产生组织应力,但由于碳素工具钢的淬透性差,因此组织应力值不大。 另外,Ms点不高。 当马氏体组织发生变化时,钢的塑性已经很差,塑性变形也不容易。 因此,保持了由热应力引起的变形特性,并且模腔趋于收缩。 然而,如果淬火温度升高(> 850℃),也可能由组织应力引起,这会导致腔体膨胀。
 
当模具由9Mn2V,9SiCr,CrWMn,GCr15等低合金工具钢制成时,淬火变形规律与碳素工具钢相似,但变形小于碳素工具钢。
 
对于某些高合金钢,如Cr12MoV钢,由于其高碳和合金元素,Ms点较低,因此淬火后残余奥氏体较多,由于马氏体而具有体积膨胀。 因此,淬火后的变形很小,一般在空气淬火,空气冷却,硝酸盐浴淬火时,模腔趋于略微膨胀; 如果淬火温度太高,残余奥氏体的量增加,类型腔也可能收缩。
 
如果模具由碳素结构钢(如45钢)或某些合金结构钢(如40Cr)制成,则Ms点较高,当表面开始马氏体转变时,核心温度仍然很高,并且产量高力量很大。 在具有一定程度的可塑性的情况下,表面到芯的瞬时拉伸组织应力容易超过芯的屈服强度,并且空腔趋于膨胀。
 
钢的原始结构对淬火变形也有一定的影响。 这里使用的术语“钢的原始结构”包括钢中夹杂物的等级,带状结构的水平,组分的偏析程度,自由碳化物分布的方向性等,以及获得的不同组织。通过不同的预热处理(如珠光体,回火索氏体,回火屈氏体等)。 对于模具钢,主要考虑因素是碳化物偏析,碳化物形状和分布。
 
碳化物偏析对高碳高合金钢(如Cr12钢)淬火变形的影响尤为明显。 由于碳化物的偏析,加热到奥氏体状态后钢的成分不均匀,因此不同区域的Ms点高或低。 在相同的冷却条件下,奥氏体向马氏体的转变发生,并且转变的马氏体大于或小于碳含量,甚至一些低碳和低合金区域可能根本没有得到马氏体(和贝氏体,第四元)所有这些都导致零件淬火后的不均匀变形。
 
不同的碳化物分布模式(粒状或纤维分布)对基体的膨胀和收缩具有不同的影响,因此也影响热处理后的变形。 通常,腔沿着碳化物纤维的方向膨胀,并且更明显。 并且垂直于纤维方向减小,但并不显着,有些工厂已明确规定,空腔应垂直于碳化物纤维的方向放置,以减少空腔的变形,当碳化物呈粒状时均匀分布,腔体表现出均匀的膨胀和收缩。
 
另外,最终热处理前的结构状态对变形也有一定的影响。 例如,原始结构是球形珠光体,并且淬火后的珠光体片的变形趋势较小。 因此,具有严格变形要求的模具经常在粗加工后进行淬火和回火,然后进行精加工和最终热处理。
 
模具几何形状对变形的影响
 
模具几何形状对热处理变形的影响实际上仍然通过热应力和组织应力起作用。 由于模具的形状是各种各样的,因此仍然难以总结确切的变形规律。
 
对于对称模具,可以根据型腔尺寸,外部尺寸和高度考虑型腔的变形趋势。 当模具壁薄且高度小时,更容易硬化。 此时,组织应力可能起主导作用,因此,空腔趋向于膨胀。 另一方面,如果壁厚和高度大,则不容易硬化。 此时,热应力可能起主导作用,因此,空腔趋于收缩。 这里所说的是大势所趋。 在生产实践中,有必要考虑零件的具体形状,所用钢种和热处理工艺等,并通过实践不断总结经验。 由于实际生产,模具的外形尺寸往往不是主要的工作尺寸,并且可以通过变形后的磨削来校正,因此上述分析主要是模腔的变形趋势。
 
对于不对称模具的变形,它也是热应力和组织应力共同作用的结果。 例如,对于薄壁薄壁模具,由于模具壁薄,淬火过程中的内外温差小,因此热应力小; 但是它易于硬化并且组织应力很大,因此变形趋于使腔体膨胀。
 
为了减少模具的变形,热处理部门应与模具设计部门合作,改进模具设计,如避免模具结构与截面尺寸差异大,模具形状实现对称,以及模具的复杂结构。
 
当不能改变模具的形状时,为了减少变形,可以采取一些其他措施。 这些措施的总体考虑是改善冷却条件,使零件均匀冷却; 此外,可以辅助各种强制措施来限制部件的淬火变形。 例如,添加加工孔是均匀冷却每个部件的措施,即,在模具的某些部分中打开孔,以便均匀地冷却模具的各个部分以减少变形。 它也可以在模具周边用石棉包裹,在淬火后容易膨胀,以增加内孔和外层之间的冷却差异,从而使模腔收缩。 在模具上保持或加固是另一种减少变形的强制措施。 它特别适用于具有型腔膨胀的凹模和易于膨胀或收缩的模具。
 
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