模具热处理变形ppt课件.ppt

1、Dim changes of Dievar after hardening and tempering. 1020C and an overpressure of 2 bar. Tempering 2 + 2 hours,DIEVAR 热处理变形及余量推荐,实际生产中，追求性能，淬火压力远远不止2bar； 变形是热应力、组织应力共同作用的结果，模具尺寸越大，厚度越厚变形越明显； 变形的积累跟：模具形状结构、机加工、淬火方式、淬火压力、回火温度、装炉位置等诸多因素有关。,1,Uddeholm 机加工余量建议表,ASSAB 机加工余量参考,2,3,目前模具热处理变形量是按照UDDEHOLM工具钢热

2、处理技术手册有关加工余量预留推荐来检验控制的； 但是不同模具形状不同，变形趋势也不同，实际操作中也可能有很大的出入，只有多次处理类似形状的模具，才能积累经验数据。 下面将一些典型的易产生热处理变形的实例，归纳一下：,模具尺寸约：760*300*170 此类模具厚度较厚（接近200），容易产生背面“鼓包”的变形，长度较长，容易产生翘曲变形； 一般是正面凹，背面凸，类似模具处理过10多件，变形好些的在0.6-1.0，较大的在2.0。,3,尺寸：670*640*345.1 重：573.8kg 最终变形：1.7mm 模具开口张开明显；背面“鼓包”。,4,对于大开口的模具，为减小开口张大的变形； 建议采

3、取预留一条筋，热处理完成再去除的方式； 或者利用螺纹孔拧上一道“加强筋”。,5,对于厚薄差异大的模具，除了过渡大的圆角，防止开裂外； 还应适当加大变形余量，因为厚薄温差大，转变不同时，变形也大；,6,尺寸：475*262*446.2 重：330.6kg 最终变形1.7mm； 此类大镶块，尺寸厚，且是实心； 变形趋势是变成球状，各面都“鼓包”； 厚度越厚，变形越大。,7,热处理件，自然直立放置，应该变形最小； 机加工应考虑到模具热处理的放置，如果模具每个侧面都有台阶，应该至少留一个平的，最后再加工台阶。,8,较长的芯杆，也很容易变形，加工余量也要适当加大； 控制长芯杆变形，真空炉最好的方式是立放

4、，然后减小淬火压力； 长芯杆热处理前最好先期沟通，达成共识。,9,长宽比较大的模具（长条形、长板形），容易产生翘曲变形，余量也应适当加大； 这种模具立放比较好，但是容易倒，对设备不安全。,10,大平面的模具，模具宽度超过炉子允许高度，只能平放，变形也会比立放要大；,11,12,模具热处理开裂探讨,模具热处理的目的：采用合理的装炉及合适的热处理工艺，以较高的淬火冷却压力冷却，然后经过三次以上的回火，使材料达到优良的机械性能。 热处理淬火冷却时为何会开裂： 模具的心部和表面冷速不一致，模具局部厚度不一致，导致温差，产生热应力； 组织转变时心部和表面及模具表面的局部不同时，产生组织应力。 在热应力和

5、组织应力的共同作用下，模具表面将产生拉应力状态，导致模具发生变形，变形在发展到材料无法承受的极限时，应力集中处发生开裂。 应力集中即模具设计、加工当中出现的薄弱环节。,12,13,13,常见的模具应力集中图例,模具应力集中处：台阶处、厚薄连接处等；,13,模具热处理时如何防止开裂,如何防止开裂： 1、合适的装炉，均匀的摆放，使模具的厚薄处冷速较为接近； 2、采用合适的工艺（分级淬火冷却），使心部和表面的温差缩小，减少组织应力 和热应力。 3、模具台阶处留圆角，增强变形的承受力，防止开裂；厚薄连接处筋的去处等， 都将会减少开裂概率。,14,15,模具热处理前的机加工的重要性,开裂的主要防止办法就

6、是机加工时对模具应力集中位置 的处理。,15,模具型腔内的厚薄连接处,危险部位,开裂,热处理前此处必须加工掉,16,2020/8/2,模具型腔内的厚薄连接处,厚薄连接处 危险,开裂,开裂,此筋使用圆形电极打掉，且到底部平面,17,18,18,模具型腔内的厚薄连接处,此筋未打到底，且使用的方形电极导致开裂,裂纹,必须使用圆形电极且打到底，且底部圆角,18,大连共立精机一件热处理完成后，探伤发现一处较浅裂纹:,1.模具整体照片； 2.探伤发现一道裂纹，位于“筋”的地方； 3.经打磨1-2mm后，再探伤未发现裂纹。 4.两凸台连接的“筋”，是因为加工时进刀 困难留下的，实际上是没用的，最好电加工 打

7、下去，并留圆角。,19,之前宁波君灵模具的一块与共立这块， 形状一样，在上海一胜百做热处理， 开裂，裂纹扩展到型腔位置，只能 焊接补救。 而共立这件，由于事先倒了圆弧， 从圆弧低端开裂（裂纹不深），且没有扩展至型腔。 所以这种类型模具一定要将类似没用的筋加工至底段，并留足够的圆角，防止开裂， 不可存侥幸心理。,裂纹贯穿了 “筋”且向 右扩展至模具 型腔,20,2020/8/2,模具滑块脚根部,根部尖角 危险,开裂处,补救方法,根部留大圆角解决此处开裂,21,型腔内的小台阶处,裂纹,开裂位置,型腔内小台阶处必须留圆角过渡,22,台阶处开裂图例,23,台阶处及筋处开裂图例,24,模具边缘凸台根部机

8、加工问题,凸台根部无倒角 危险,开裂图,凸台根部倒角非常重要,25,2020/8/2,模具整体有大台阶,根部无倒角 危险,开裂图,根部无倒角开裂 危险,大台阶根部必须留大圆角，防止开裂,26,27,2020/8/2,27,模具边缘小开口处,根部尖角开裂,根部尖角,边缘台阶必须留大的圆角,27,模具机加工方面的沟通（GM要求）,在模具设计及材料采购阶段，模具制造商必须与热处理商进行沟通，因为热处理商希望以较快的冷速淬火冷却，从而得到更好的性能，为避免大的变形及开裂： 1、模具制造商有责任采用减少淬火裂纹发生概率的方式进行粗加工： A、截面变化处（即台阶）应留圆角过渡； B、不允许有尖锐的边缘和拐

9、角； C、厚薄之间的筋应采用大圆角过渡，且有足够的强度； D、刀具无法去除的厚薄之间无用的薄筋，采用圆形电极打掉； E、留足够的余量，以便矫正热处理变形。,28,模具机加工方面的沟通（GM要求）,2、通用汽车对模具粗加工时台阶处圆角推荐： A、半径3mm的圆角，适用于小的不复杂的模具及模具的各孔洞表面倒角 B、半径5mm的圆角，适用于较小台阶，对开裂有一定的预防作用； C、半径5-6.5mm的圆角，适用于较大的台阶，对开裂有一定的预防作用； D、半径大于13mm的圆角，使用于台阶高度大于150mm的模具； 3、在维持以上原则的情况下，开模商与热处理商必须经常对粗加工方面进行交流。,29,30,总 结,1、以上案例是进行搜集所得到的资料，经分析基本为机加工方面存在一些问题。机加工改善后，我们将灵活掌握并大胆使用热处理工艺，以发挥模具达到模具材料的最佳性能。 2、通用汽车对模具的粗加工时，各台阶处的过渡圆角大小均做了详细的说明， 绝对不允许尖角、残留筋的存在，只有在此种情况下，热处理时用较高的淬火压 力冷却，热处