小型热锻模具的选材及热处理工艺.doc

小型热锻模具的选材及热处理工艺泌热锻旗绚澍孰磬萍多客车厂技术科(江西337000)朱羽小型热锻模是中,小型企业,特别是煤矿机械生产中非常重要的模具.模具的选材及热处理工艺是小型热锻模加工的主要部分,下面就这两个方面进行说明.一,选材根据热锻模的工作条件和性能要求,选用5CrMnMo为模具材料.5CrMnMo的化学成分见下表.5CrMnMo材料的主要化学成分(质量分数)(%)CM”M0Cr0.50.6025060t2t60l5O.350.609二,热处理工艺模具制造工艺路线为:坯料锻造,退火一粗加工一成形加工一淬火,回火一精加工一修型,抛光.下面对热处理工艺进行说明.1.坯料锻造和退火(1)5CrMnMo原料虽是经轧制和退火的钢材,但存在纤维组织,因而轧材纵横向的力学性能不均匀.为了消除轧材纤维组织的方向性,使其性能尽可能地均匀并获得所需的尺寸,必须先经过锻造.工艺参数为:加热温度11001150,保温时间1h,始锻温度10501100,终锻温度800-850.锻造后,为防止产生白点应缓冷,即坑冷或砂冷至150200,然后空冷.(2)钢坯锻造后,由于加热温度较高,保温时间长,造成晶粒粗大;并且锻造时由于钢坯受外力作用而造成晶格畸变,而产生较大的内应力.为了消除锻造应力,细化晶粒,均匀组织,降低硬度,以便于切削加工,应对其进行退火处理.退火工艺如图1所示.加热温度为850870,保温4-6h.加热温度是经查找资料确定的,5CrMnMo钢的Ac为730,Ac3为780.这部分的作用主要是使钢材在奥氏体区域内均匀化.?36?炉玲至680.用炉抟的方式进行冷却,可使合金钢中的合金元素与Fe,c等元素形成渗碳体型碳化物,如Mo2C,Cr7等具有复杂结构的合金碳化物,该类碳化物可增加钢的韧性,热硬性和耐磨性等.脚1在680保温46h.由于碳化物对钢性能的影响主要决定于碳化物的数量和弥敬度,所以应保温一定的时问使碳化物均匀分布.炉抟至500.由于锰只有-:J,部分溶于渗碳体中,而大部分则溶于铁素体中,所以在稍低温度进行炉冷可使锰元素溶人铁素体中.空冷.为保证钢坯获得渗碳体+铁素体,其冷却速度不宜过快.退火后,组织为铁素体和璩光体,硬度为197241HB.2.淬火和回火(1)淬火前的准备对不需要淬火的螺孔要用湿黄泥填充,以防该处在淬火时产生应力集中而裂开.为防止模面与燕尾在加热过程中氧化,脱碳,可采用如下保护方法:在高80100mm铁箱中,箱底铺放30-40rnm厚的保护剂(铸铁屑+木炭),然后模面朝下,把模具放在箱中,再用铸铁屑和术炭填满四周,以防止模具在高温时氧化脱碳.用箱式电阻炉加热模具,两个摸具之间以及模具与炉壁之间都要留150200ram的距离,使其均匀加热.(2)预热和加热预热:温度600650,保温1h.在低于Ac3温度时保温,可促使碳化物分解,加热均匀,并且可以减少晶粒粗大的倾向.祝槭1人t热觏I2001年旃6期淬火加热:若淬火温度过低,则奥氏体台金度不高,钢的淬透性不好,回火稳定性也随之降低,以致影响钢在工作温度下的热力学性能.若淬火温度过高.由于残留奥氏体量增加,影响硬度以及力学性能的提高,并且会因过热而使力学性能变坏.一般取830850保温4h为宜.淬火冷却:为减少淬火变形,在淬火前应进行预冷,温度为780,方式为空冷,即在空气中冷却2rain.然后浸人低于80的油中冷却,并开启气泵及循环油泵,以使油散热加快,防止油因高温而着火燃烧.其过程约为10rain.待到200时(即当模具提出油面时,仅冒烟而不起火时)即可取出,立即回火.注意不要冷却到室温,以防开裂.淬火工艺曲线见图2.尉2(3)回火由于钢件快速冷却,产生内应力.为消除内应力,应对淬火件及时进行回火.回火温度:450500,回火时间3h.回火温度不宜过低,过低造成模具硬度较高,而韧性下降,在工作模面易出现裂纹;若回火温度过高,虽能提高韧性,但模具的强度和硬度下降,使模面易被磨损.回火冷却方式:为避开回火脆性温度区,回火后应油冷至100左右,然后空玲.合金元素Cr,Mn,Mo的回火脆性温度为300400之间,所以应尽量减少在该温度区域内的停留时间,以减少回火脆性.回火后组织为回火索氏体一托氏体组织.回火后硬度为4347HRC.(4)二次回火为消除油玲而产生的内应力,应在160180进行二次回火,保温3h后油冷.三,模具热处理后的常见缺陷及防止方法(1)过热和过烧原因是加热温度过高.防止方法是定期检查仪表及注意炉温测量.机械I凡t热捐I)2001年第6期(2)脆性大,工作时易断裂原因是原始组织粗大,保温时间过长,在回火脆性区内回火.防止方法有:采用适当的预先热处理,正确掌握保温时间,防止晶粒粗大;避免在回火脆性区内回火.(3)裂纹原因是回火不足,其内应力没有完全消除;翻新模具时未经退火就淬火(由于旧横具中存在一定的内应力).防止方法有:保证回火温度以及回火时间;旧模翻新时要先进行退火.(4)硬度不足产生原因有钢中存在碳化物偏析聚集;淬火温度过高,使得残留奥氏体增多.防止方法:选择合理的锻造工艺,以消除碳化物的偏析与聚集;严格控制淬火工艺.(20010226)机械工人>(冷加工)2001年第6期要目几分耕耘几分收获走进新世纪的盛会MCIMT2001着世界机床发展趁势现代制造系统模式,建横方法及关键技术的新发展(下)车削螺旋槽的一种玻压靠模在车床上钻削深孔连接套铝制零件滓孔的高精匣加工解渗碳淬理齿轮洲面彦裂的途径淬火钢和冷硬铸铁加工刀具用卧式车床加工内球面切边模上切刀的改进篮料化工录叶轮车削夹具对后触动毂车床夹具的改进自动车床弹性夹翼设计及制造工艺铣,镗床主轴回转精度的测定用工具显撇镜测铣刀酊角和后角伞齿刨轮位及赣切比的调整对齿轮要寮的髟晌TC帆检强I嵌阿贝头圆测头的铡作.自由公差不自由金属切削机束常见振动的原因分析与排除(下)在龙门刨床上加工犬型圆弧表面双刀架数控车束自动蝙程系统的开发与应用适合于工业控制电气蚤统设计的开目电CAD软件关于AutoCAD中属性块在给圈中的血用谈谈发展中的横具CAD技术采用CAD求解平面非圆曲线的节点j戋谈使用Pro/Engineer软件的几点体会C