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模具在不同的條件產生的裂紋,如何預防這情況呢?
- (1)磨削裂紋
常發生在模具成品淬火、回火后磨削冷加工過程中,多數形成的微細裂紋與磨削方向垂直,深約0.05~1.0mm。②材料坎處理不當,未能充分消除原材料塊狀、網伏、帶狀碳化物和發生嚴重脫碳。③終淬火加熱溫度過高,發生過熱,晶粒粗大,生成較多殘余奧氏體。④在磨削時發生應力誘發相變,使殘余奧氏體轉變為馬氏體,組織應力大,加上因回火不充分,留有較多殘余拉應力,與磨削組織應力疊加,或因磨削速度、進刀量大及冷卻不當,導致金屬表層磨削熱急劇升溫至淬火加熱溫度,隨之磨削液冷卻,造成磨削表層二次淬火,多種應力綜合,超過該材料強度極限,便引起表層金屬磨削裂紋。預防措施:①原材料進行改鍛,多次雙十字形變向鐓拔鍛造,經四鐓四拔,使鍛造纖維組織圍繞型腔或軸線呈波浪形對稱分布,并用高溫余熱進行淬火。接著高溫回火,能充分消除塊狀、網狀、帶狀和鏈狀碳化物,使碳化物細化至2-3級。②制訂先進的熱處理工藝,控制最終淬火殘余奧氏體含量不超標。③淬火后及時進行回火、消除淬火應力。④適當降低磨削速度、磨削量、磨削冷卻速度,能有效防止和避免磨削裂紋形成。線切割裂紋該裂紋出現在經過淬火、回火的鋼材。在線切割加工過程中,改變了金屬表層、中間層和心部應力場分布狀態,淬火殘余內應力失去平衡變形,某一區域出現大的拉應力,此拉應力大于該模具材料強度極限時導致炸裂。實驗表明,線切割過程是局部高溫放電和迅速冷卻過程,使金屬表層形成樹枝狀鑄態組織凝固層,產生600一900MPa拉應力和厚約0.03mm的高應力二次淬火白亮層。裂紋產生原因:②材料存在嚴重的碳化物偏析;②儀表失靈,淬火加熱溫度過高,晶粒粗大,降低材料韌性,增加脆性;③淬火工件未及時回火和回火不充分,存在過大的殘余內應力和線切割過程中形成的新內應力疊加,導致線切割裂紋。預防措施:②格進行原材料入庫前檢查,確保原材料組織成分合格,對不合格原材料必須進行改鍛,擊碎碳化物,使化學成分、金相組織等達到技術條件后方可投產,模塊熱處理前加工成品需留足一定磨量后淬火、回火、線切割;②爐前校驗儀表,選用微機控溫,控溫精度士1. 5℃的真空爐、保護氣氛爐加熱,嚴防過熱和氧化脫碳;③采用分級淬火、等溫淬火和淬火后及時回火,多次回火,充分消除內應力,為線切割創造條件;④制訂科學合理線切割工藝。疲勞斷裂模具工作時在交變應力反復作用下形成的顯微疲勞裂紋緩慢擴展,導致突然疲勞斷裂。①原材料存在發紋、白點、孔隙、疏松、非金屬夾雜、碳化物嚴重偏析、帶狀組織、塊狀游離鐵素體冶金組織缺陷,破壞了基體組織連續性,形成不均勻應力集中。 鋼中存在Bi、Pb、Sn、As和S、P等有害雜質,鋼中的P易引起冷脆,而S易引起熱脆,S、P有害雜質超標均易形成疲勞源。②化學滲層過厚、濃度過大、滲層過度、硬化層過淺、過渡區硬度低等都可導致材料疲勞強度急劇降低。③當模具表面加工粗糙度高、精度低,以及刀紋、刻字、劃痕、碰傷、腐蝕麻面等也易引起應力集中導致疲勞斷裂。預防措施:①嚴格選材,確保材質,控制Pb、As、Sn等低熔點雜質與S、P非金屬雜質含量不超標;②投產前進行材質檢查,不合格原材料不投產;③選用雜質少、化學成分均勻、晶粒細、碳化物小、等向性能好、疲勞強度高等特點的電渣重熔精煉鋼,對模具型面表面噴丸強化和表面化學滲層改性強化處理,使金屬表層為預壓應力,抵消模具工作時產生的拉應力,提高模具型面疲勞強度;④提高模具型面加工精度和降低表面粗糙度;⑤改善化學滲層和硬化層組織性能,采用微機控制化學滲層厚度、濃度和硬化層厚度。(2)應力腐蝕裂紋該裂紋常發生在使用過程中,金屬模具因加工過程中的化學反應,引起從表面到內組織結構腐蝕作用而產生開裂,這就是應力腐蝕裂紋,模具因熱處理后組織不同,抗蝕性能也不同。最耐蝕組織為奧氏體(Ac),最易腐蝕組織為屈氏體(T),依次為鐵素體F)-馬氏體(M)-珠光體(P)-索氏體(s)。因此,模具熱處理不宜得到T組織。鋼淬火后雖經回火,但如果回火不充分,淬火內應力或多或少依然存在,模具工作時在外力作用下也會產生新的應力,凡有應力存在于金屬模具中就會有應力腐蝕裂紋發生。預防措施:①模具鋼材淬火后應及時回火,充分回火,多次回火,以消除淬火內應力。②模具鋼材淬火后一般不宜在350一400℃回火,因T組織常在此溫度出現,發生有T組織的模具應重新處理,模具應進行防銹處理,提高抗蝕性能。③作模具工作前進行低溫預熱,冷作模具工作一個階段后進行一次低溫回火消除應力,不僅能防止和避免應力腐蝕裂紋發生,還可大幅度提高模具使用壽命,一舉兩得,有顯著技術經濟。資料來源:東莞市弘超模具科技有限公司技術中心『版權所有,轉載或引用請注明鏈接和出處』 - 【點擊次數:】 【加入時間:2013-08-13 09:07:52】 【關閉本頁】
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