制动鼓锤锻模热处理

STL淮安仕泰隆国际工业博览城全球招商热线05178629999920线NWWWSTLEPCOM制动鼓锤锻模热处理梁合意，陆唐，唐志英潇湘职业学院湖南娄底417009【摘要】制动鼓锤锻模采用HL3钢制造，通过反复镦拔消除其内在组织缺陷，经等温球化退火细化晶粒，淬火、回火后获得优良的热强性、热稳定性、冷热疲劳性及良好的综合力学性能，使用寿命较5CRNIMO钢制造的模具提高两倍以上。关键词H13钢；锤锻模；热处理；使用寿命中图分类号TG1624文献标识码B文章编号20110322092HEATTREATMENTOFBRAKEDRUMHOTFORGINGDIE【ABSTRACT】THEILSEOFTHEBRAKEDRUMHAMMERFORGINGDIESTEELH13REPEATEDLYUPSETTINGANDSTRETCHINGTHROUGHTHEORGANIZATIONTOELIMINATEITSINHERENTFLAWS，THEISOTHERMALGRAINREFINEMENTBALLANNEALING，QUENCHINGANDTEMPERINGTOOBTAINAGOODTHERMALSTRENGTH，THERMALSTABILITY，COLDTHERMALFATIGUERESISTANCEANDGOODMECHANICALPROPERTIES，SERVICELIFETHANSTEELMOLD5CRNIMOINCREASEDMORETHANTWOTIMESKEYWORDSH13STEEL；HAMMERFORGINGDIE；HEATTREATMENT；SERVICELIFE1引言制动鼓锻造加工在LOT电热锤上完成，锻件始锻温度1,0501，150，终锻温度850CC，因工件尺寸较大，形状复杂，锻造成形时所需冲击载荷较大，加上高温锻件在型腔中停留时间较长，且经反复加热冷却，使型腔温度高达550以上，锻模工作环境十分恶劣。采用5CRNIMO钢制造的锻模使用寿命较低，生产3,0004，000件即早期失效，主要失效形式是型腔塌陷，磨损、热疲劳和裂纹。为提高模具寿命，选用热强性更好的HI3热作模具钢制造。2H13钢的性能特点H13钢系美国AISISAE标准钢材牌号，其化学成分如表1所示，相当于我国的4CR5MOSIV1钢，属于铬钼系合金元素含量较高的热作模具钢。表1H13钢化学成分CSIMNCRMOVP、SO33O_8OO2O47511O8O0O304312O555017512基金项目湖南省教育科研资助项目大型锤锻模使用寿命的工艺研究09C1284阶段性成果H13钢铬、钼含量较高，淬透性相当好，小件空冷即可淬硬，故也属于空冷硬化型钢。该钢铬含量较高，抗氧化性较好，且含碳量较低，韧性也较好。合金元素钼、钒与碳形成MC和MC型碳化物，该碳化物溶解温度较高，能有效阻碍奥氏体晶粒长大，细化奥氏体晶粒，回火时析出MC和MC型碳化物弥散的分布于基体上，增加二次硬化效果，提高钢的热强性与热稳定性。与5CRNIMO钢相比，在55012600“12512作温度下，具有更高的硬度、热强性和耐磨性。该钢具有良好的耐热疲劳抗力和抗氧化性能，冲击韧度和断裂韧度也较高，且能适应急冷急热的工作条件，适合于制造大型锤锻模。3模坯锻造H13钢模坯因合金元素含量较高，冶炼时易出现碳化物偏聚，碳化物的数量、大小、分布直接影响钢的组织和性能，轧制后形成粗大的碳化物带状组织使钢产生各向异性并严重降低钢的强度与韧性，热处理和使用过程中易出现掉块和开裂等早期失效现象。为消除冶炼、轧制时的各种缺陷，改善材料内部组织，细化晶粒，模坯需进行锻造加工。9O模具制造2011年第5期STL昆山仕泰隆国际机械模具城全球招商热线05128618888820线网址WWWSTELONGCOM制动鼓锤锻模模坯尺寸较大900X750X500MM，锻造加工在800T快锻机上完成，快锻机足够的打击力以保证心部锻透。锻造方法采用“双十字形变向镦拔”锻造法，锻造加热温度】，100C1，160C，始锻温度1,0601，150，终锻温度850，总锻造比4，经23火八镦八拔锻透心部，使合金碳化物3级，最后一火使锻造纤维组织围绕型腔分布。因其合金元素含量较高，锻造加热时应缓慢均匀，保证热透，且要严格控制加热温度和加热时间，防止过热、过烧和品粒长大，以免锻造时产生裂纹。锻造后应及时退火。4锻模退火处理H13钢锻模退火的目的是消除内应力，降低硬度，改善切削加工性能；改善碳化物的形状和分布，使珠光体呈球状析出，同时细化晶粒，改善组织，为最终热处理淬火和回火做好组织准备。锻模退火在台车式箱式电阻炉中进行，用木碳和铁屑装箱保护。首先采用的是900加热保温、然后以30H的冷却速度随炉冷却到500C后出炉空冷的常规退火工艺，退火后硬度为215235HBW，经金相检查组织为中等片状珠光体少量的粒状碳化物。为进一步改善组织，防止淬火时开裂，使珠光体呈球状析，改用650C预热3H后，升温到900C保温7H，再转入75O的加热炉中保温9H后，以40H的速度随炉冷却到500以下，出炉空冷的等温退火工艺。等温球化退火后硬度为215225HBW，硬度比常规退火更均匀，金相检查组织为球状珠光体均匀弥散分布的细粒状碳化物，晶粒较常规退火更为细小。5锻模的淬火、回火HL3钢锻模淬火加热在真空炉中进行，防止模具氧化脱碳。冈H】3钢合金元素含量较多，加热速度不能过快，再者模具尺寸较大，连续加热内外温差较大，会在模具内形成较大的热应力而引起模具变形开裂。因此，在850预热4H，使内外温度均匀，减小内应力，促使奥氏体成分均匀化，同时缩短高温加热时问，防止晶粒长大。H13钢的奥氏体化温度为1，O00C1，060，提高淬火加热温度，将加速合金碳化物的溶解，使淬火后马氏体中碳和合金元素含量增加，模具强度、硬度、红硬性提高；但淬火加热温度过高，将导致奥氏体晶粒长大，从而降低模具的塑性和韧性，淬火时也易产生裂纹。因此，实际淬火加热温度的选定既要考虑奥氏体中溶有足够的碳和合金元素以保证模具具有足够的强度、硬度与红硬性，又要保证奥氏体晶粒小于ASTM9以保证模具具有足够的韧性，综合考虑选定加热温度为1,050。加热保温时问按08MINRAM确定，保温时间过长晶粒易长大，保温时间不足，心部末热透。模具淬火冷却采用80左右热油冷却，并用机械泵搅拌以加速淬火油的流动。冷却到200C左右出油冒青烟时转入180C2002的冷却坑中保温4H，使模具心部冷透，防止因心部温度过高而在回火时转变为上贝氏体组织，降低模具韧性。模具淬火后获得板条马氏体末溶碳化物少量残余奥氏体，内应力比较大，须及时回火。为提高锻模韧性，结合制动鼓锻模技术要求，采用二次高温回火加一次去应力回火。第一次高温回火加热温度为620，第二次高温回火加热温度为610C，保温时间按225MINHNM确定，每次回火后采用油冷，以避免回火脆性的产生。为消除回火快冷产生的内应力，在18O进行一次去应力回火。锻模淬、回火后组织为回火托氏体回火索氏体，二次高温回火时析出的合金碳化物均匀、弥散的分布在基体组织上，有效地提高了锻模的热强性、红硬性和耐磨性，回火后硬度为4245HRC。燕尾经660加热回火后硬度为3537HRC。6应用情况采用H13钢制作的制动鼓锤锻模在10T锤上生产，平均寿命达8，200多件，使用寿命较5CRNIMO钢提高2倍以上。模具修模、翻新也相当方便，降平面后用电火花加丁型腔、抛光即可。7结束语1H13钢模坯尺寸较大且易产生碳化物偏聚，须经多次镦拔以消除铸轧缺陷，细化晶粒，改善组织。2等温球化退火后晶粒较常规退火更为细小，组织、硬度更均匀。3锻模经1,050加热淬火，二次高温回火后，获得了优良的热强性、热稳定性、冷热疲劳性及良好的综合力学性能。4采用HL3钢制作大型锤锻模，使用寿命较5CRNIMO钢制造的模具提高两倍以上。8参考文献F1邹安全，邓沛然H13钢组织与性能对热锻模使用寿命的影响IJ1中国机械工程，2004，24模具制造2011年第5期91STL淮安仕泰隆国际工业博览城全球招商热线05178629999920线网址WWWSTLEPCOM动画课件在模具结构教学中的研究王成苏州经贸职业技术学院江苏苏州215000【摘要】通过对模具课程教学的体会，根据教学规律在理论知识讲解、模具结构图纸分析的同时，运用动画结构图的演示，将教师难教、学生难懂的模具课程，通过视屏观看的方式，使教师教得轻松，学生学得容易。关键词动画课件；模具结构；教学效果中图分类号G42302文献标识码B文章编号201L一0301071STUDYONANIMATIONCOURSEWAREINTHETEACHINGOFDIEMOLDSTRUCTURE【ABSTRACT】THROUGHDIEMOLDSEXPERIENCEOFTEACHING，BYTHEORYEXPLANATION，THEMOLDSTRUCTUREDRAWINGANALYSISANDUSINGTHISANIMATIONDRAWINGDEMO，DIEMOLDTEACHINGISEASY，THETEACHERSTEACHEASILY，ANDTHESTUDENTSLEARNEASILYKEYWORDSANIMATIONCOURSEWARE；DIEMOLDSTRUCTURE；TEACHINGEFFECTL引言教育发展中任何一种新技术、新方法的出现，都会引起教育史上的革命，随着计算机信息技术的发展，多媒体教学成了当今社会教育技术的热点，也是如今采用比较广泛的一种教学方式。如何使用多媒体以达到最佳的学习效果，如何使教师在教学过程中易讲、学生在学习过程中更易懂是极为关注的问题。结构动画图为如今模具课堂教学提供了广阔的空间。2目前我国模具设计专业的教学现状模具设计的教学是集理论、实践、经验、制造环境于一体的综合学科，由于发展前景好，薪资高，早已成为热门专业，近年来数以千计的大中专院校、技工学校、职校、培训学校都已开设模具专业，但企业对毕业生的水平大不认同，很多大专生、本科生对模具的认识，远远不及一个初级技工或中级技工，没有见过模具和分不清模具种类的毕业生大有人在，动手能力更是不言而喻，但企业又奇缺这方面人才，从而形成毕业生就业难，企业招工难，形成这种现状的主要原因是模具教学质量低下，笔者对这些原因作以下分析1由于模具是热门技术，行业工资高，招生容易，全国各类学校盲目开办模具专业，开办单位认为有几本书，配几台电脑，请几个教师就开设起来，没有认真地研究开设此专业的硬软件配置、如何教法，导致学生读了几年后一无所获。2模具专业由于没有专门的编制教材和先进的教具，多数学校配制一般的机械类基础书籍，对于模具结构及模具工艺学方面的书籍，采用早已过时的书籍进行教学，不能将新的理论和新的技术传授给学生，与当今行业脱节。3在计算机的运用方面，很多学校只着重于各类软件的使用，却不注重这些软件干什么用，实际上设计和加工软件只是我们使用的工具。4实训设备的老化导致学生的动手