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提高模具寿命的方法.pdf

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提高模具寿命的方法.pdf

热处理膝麟翩提高模具寿命的方法湖南省资江机器有限责任公司覃希治湖南省兵器工业高级技工学校以〕王静湖南省资江机器有限责任公司袁泉根【摘要】本文通过巧改模具结构,变更模具材料后,使得模具的热加工性能大大改善,力学性能合理匹配,从而有效地提高了冷作收口模的使用寿命,大大节约了模具及生产工件的成本。我公司高速机的弹力件收口模见图。里马扮霆亘」图材料为热轧退火供应,毛坯经退火、机加工成形、淬火低温回火至成品,要求硬度为。在使用中,因模具耐磨性差及原材料碳化物偏析严重等原因,导致模具提前破损失败。原因分析对寿命低的模具,检查硬度为一,表面硬度不够均匀,局部地区有软点,硬度为,这样就导致模具的耐磨性降低。做金相组织检查,发现有破碎性的半网状碳化物,极易产生脆性破损。不到调质作用。例如,我厂有一种内花键联结套,材料为,外径尺寸为科。加工路线为下料、调质、机加工,结果因心部未淬透内花键齿面硬度偏低,导致在工作过程中内花键被滚掉。加工路线调整为下料。粗加工、调质、精加工后,再没有出现过内花键被滚掉的问题。对于有些截面薄厚差异较大的零件,因为淬火后硬度有差异,薄壁处硬度较高,可能影响到机械加工。我厂的导向滑靴,因壁厚不均匀,调质后薄壁处硬度偏高,增加了后续加工的难度。对此可在制定淬火工艺时采取一些相应的措施,尽可能将硬度控制在一定范围内,以减少加工难度。由于每种零件的结构差异,工件的形状指数,是零件的体积,是零件的表面积不同,在加热和冷却过程中,工件内的温度差和相变的时间差有差异,而影响到工件的淬硬层分布。这可以认为是钢材尺寸效应的一种特例。工件的形状指数越大,加热速度和冷却速度越小。在同样的加热和冷却条件下,有效厚度相同的零件,长板类的形状指数最大,长圆棒和长方体的形状指数次之,圆棒和正方体的形状指数最小。因此,在制定热处理工艺时,要考虑到这方面的影响因素,针对不同的工件,采取不同的工艺方法。如对形状指数大的工件,可考虑采用淬火烈度较大的淬火液,以增加淬透深度,满足设计要求。结语总之,钢材的尺寸效应涉及到机械设计和制造的多个环节,每个设计人员和工艺人员对此都要引起足够的重视,据此对出现的问题采取有效的措施,以确保零件最终的质量。爹荡户二热加工热处,。、铸造,年第四内门门碱曰处理一破裂源起始部位在工作面的处,此处表面粗糙度差,容易引起应力集中。模具原材料进厂时,对碳化物的不均匀度没有严格控制,也没有复验毛坯,也未安排锻造工序,故破碎断续的半网状碳化物和局部网状碳化物仍保持原始状态,这对模具的寿命是极为不利的。通过上述分析,模具失效的主要原因是碳化物均匀度严重、模具硬度偏低及部分区域热处理后所产生的软点耐磨性差等多种原因所造成的。对策收口模冲模,是由两部分对称半圆弧形组成,工作时,两边同时向相对方向快速前进,冲击工件半圆弧形的两边使之压缩缩小见图。模具要求有高硬度、高耐磨性及一定的韧性,故材料供应状态之碳化物不匀度及化学成分应保证合格,否则会严重影响模具的使用寿命。由于当时因条件所限没有安排锻造工序,故碳化物不均匀度仍保持原状态。为此,只得从改进模具结构上想办法,以求得改善和突破。改进方法将收口模由整体结构改为由模体镶块用铜焊焊接组合成为一件,将模体材料由变为钢经淬火十中温回火后,硬度控制在以提高韧性将镶块材料由变为硬质合金以提高耐磨性硬度可达到以上。这样可充分发挥模体和镶块的优势以提高寿命,消除破损。改进后模具结构见图。验证试验按照上述设想和构思,我们特制作了一副收口模进行试验。经生产考核,效果十分满意,模具不仅寿命高,而且成本低,生产很顺利,平均使用寿命已达一万件,最高可达万件原寿命只有万件。图分析讨论原收口模具选择材料,有些欠妥,因为该材料处于悴火、低温回火状态,虽然耐磨性能基本满足要求,但韧性却显得不足,当原材料碳化物不均匀度不理想,特别是当有网状或破碎网状碳化物时,脆性会增加,严重影响模具的使用寿命,而且模具的使用寿命与热处理质量有着极其密切的关系。热处理特点多为淬火加低温回火,以保证其高硬度和耐磨性。但此类模具除保证高硬度、高耐磨性外,还需要有较好的强度和一定的韧性。钢在这方面却显得不足,因此在一般情况下,只能用于制造不受突然震动的少数冲模。对于过共析钢,一般采用不完全淬火,淬火加热温度为。一℃,以保证淬火后获得在马氏体基体上均匀分布的小颗粒状的过剩碳化物组织,提高耐磨性和其他力学性能,如淬火温度超过。时,不仅会引起晶粒长大,降低韧性和塑性,而且由于过剩碳化物溶解于奥氏体,使淬火后残余奥氏体增加,降低钢的使用性能。碳素工具钢属于低淬透性钢,这是碳素工具钢最突出的弱点。根据该钢的等温转变曲线可知,在℃左右,不到,奥氏体即发生分解,为此淬火时工件必须在激烈的冷却介质中冷却如水、盐水、碱液等。当工件大时,淬硬层往往过薄,甚至淬不硬,为此,大尺寸的工件很少用碳素工具钢制造。上述收口模,耐磨性不够,也有同样的原因。当模块采用硬质合金后,耐磨性大大提高。而模体选用钢后韧性也提高不少,故该模具的强韧性匹配较好,所以寿命高,不易破损。在后续的生产中,我们又遇到硬质合金修磨困难,后将变更为材料,这样模具的寿命同样也很高。阴伴汗日月爹荡户二热加工

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