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热处理工艺对模具变形会有严重影响

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热处理工艺对模具变形会有严重影响

发布日期:2019-06-20 14:08 来源:http://www. 点击:

1.加热速度的影响

一般来说 ,淬火加热时 ,加热速度越快 ,则模具中产生的热应力越大 ,易于造成模具的变形开裂 ,尤其对于合金钢及高合金钢 ,因其导热性差 ,尤需注意进行预热 ,对于一些形状复杂的高合金模具 ,还需采取多次分级预热。

但在个别情况下 ,采用快速加热有时反而可以减少变形。这时仅加热模具的表面 ,而中心还保持“冷态” ,所以相应地减少了组织应力和热应力 ,且心部变形抗力较大 ,从而减少了淬火变形 ,根据一些工厂经验 ,用于解决孔距变形方面有一定效果。

2.加热温度的影响

淬火加热温度的高低影响材料的淬透性 ,同时对奥氏体的成分与晶粒大小起作用。


1)从淬透性方面看 ,加热温度高 ,将使热应力增大 ,但同时使淬透性增高 ,因此组织应力也增大 ,并逐渐占主导地位。例如碳素工具钢T8、T10、T12等 ,在一般淬火温度淬火时 ,内径表现为缩的倾向 ,但若提高淬火温度到≥850℃时 ,则由于淬透性增大 ,组织应力逐渐占主导地位 ,因而内径可能表现为胀得倾向。

2)从奥氏体成分看 ,淬火温度提高使奥氏体含碳量增加 ,淬火后马氏体的正方度增大(比容增大) ,从而使淬火后体积增大。

3)从对Ms点影响细看 ,淬火温度高 ,则奥氏体晶粒粗大 ,将使零件的变形开裂倾向增大。

综合上述 ,对所有的钢种 ,尤其是某些高碳的中、高合金钢 ,淬火温度的高低会明显影响模具的淬火变形 ,因此正确选择淬火加热温度是很重要的。

一般来说 ,选择过高的淬火加热温度对变形是没有好处的。在不影响使用性能的前提下 ,总是采用较低的加热温度。但对一些淬火后有较多残余奥氏体的钢号(如Cr12MoV等) ,也可通过调整加热温度 ,改变残余奥氏体量 ,以调节模具的变形。

3.淬火冷却速度的影响

总的来说 ,在Ms点以上增大冷速 ,会使热应力显著增加 ,结果使热应力引起的变形趋向增大;在Ms点以下增大冷速则主要使组织应力引起的变形趋向增大。 

对于不同的钢种 ,由于Ms点的高低不同 ,因而在采用同一淬火介质时 ,有不同的变形趋向。同一钢种如采用不同的淬火介质 ,由于它们的冷却能力不同 ,因而也有不同的变形趋向。

例如 ,碳素工具钢的在Ms点比较低 ,因而采用水冷时 ,热应力的影响往往占上风;而采用由冷时 ,则可能是组织应力占上风。

在实际生产中 ,模具常采用分级或分级-等温淬火时 ,通常均未完全淬透 ,故往往以热应力的作用为主 ,使型腔趋于收缩 ,不过由于这时热应力不是很大 ,因此总的变形量是比较小的。若采用水-油双液淬火或油淬时 ,引起的热应力较大 ,型腔收缩量将增大。

4.回火温度的影响

回火温度对变形的影响 ,主要是由于回火过程中的组织转变所引起的。若在回火过程中产生“二次淬火”现象 ,残余奥氏体转变为马氏体 ,由于生成的马氏体的比容比残余奥氏体的大 ,将引起模具型腔的胀大;对一些高合金工具钢如Cr12MoV等 ,当以要求红硬性为主而采用高温淬火 ,多次回火时 ,每回一次火 ,体积就胀大一次。 

若在其他温度区域回火 ,由于淬火马氏体向回火马氏体(或回火索氏体 ,回火屈氏体等)转变 ,比容减小 ,因而型腔趋向于收缩。

另外 ,回火时模具中的残余应力的松弛 ,对变形也有影响 ,模具淬火后 ,若表面处于拉应力状态 ,回火后尺寸将增大;反之 ,如表面处于压应力状态 ,则产生收缩。

但组织转变及应力松弛两项影响中 ,前者是主要的。以上仅是从热处理方面分析了模具变形的各个因素 ,这只能作为解决问题的参考。



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