⑴ 鍛壓的優缺點
鍛壓是機器製造中重要的工序,一些受力大的重要零件大多採用鍛造的方法來製作,如:大型發電機主軸。船舶用的曲軸、飛機的主梁等。
一、 鍛壓的優點
鋼材經過鍛壓後,其內部組織發生了很大的變化
1、粗大的晶粒被擊碎為細小而均勻的晶粒,並互相緊緊地壓實在一起。
2、原來已有的氣孔或縮孔被擠壓後消失,內部組織更加緊密。
3、一些脆性的雜質被粉碎、而塑性的雜質則隨著金屬的變形而拉長,成為纖維組織,使得材料的韌性大大加強。
所以,經過鍛壓後,材料的內部組織變得很堅實,顯著的提高了機械性能。
二、鍛壓的缺點
1、鍛壓由於需要加溫、鍛造設備,以及所需模具,所以使得製造成本增大。
2、對材料有一定的應用范圍限制,如對於高合金鋼、不銹鋼鍛造就比較困難。而鍛造性最好的的為中低碳鋼。
3、對材料的鍛粗比有一定的限制,即:不能無限制的鍛壓變形。
⑵ 什麼是鍛壓鍛壓有什麼特點
鍛壓是鍛造和沖壓的合稱,是利用鍛壓機械的錘頭、砧塊、沖頭或通過模具對坯料施加壓力,使之產生塑性變形,從而獲得所需形狀和尺寸的製件的成形加工方法。
鍛壓的特點是:
鍛壓可以改變金屬組織,提高金屬性能。鑄錠經過熱鍛壓後,原來的鑄態疏鬆、孔隙、微裂等被壓實或焊合;原來的枝狀結晶被打碎,使晶粒變細;同時改變原來的碳化物偏析和不均勻分布,使組織均勻,從而獲得內部密實、均勻、細微、綜合性能好、使用可靠的鍛件。鍛件經熱鍛變形後,金屬是纖維組織;經冷鍛變形後,金屬晶體呈有序性。
鍛壓是使金屬進行塑性流動而製成所需形狀的工件。金屬受外力產生塑性流動後體積不變,而且金屬總是向阻力最小的部分流動。生產中,常根據這些規律控制工件形狀,實現鐓粗拔長、擴孔、彎曲、拉深等變形。
鍛壓出的工件尺寸精確、有利於組織批量生產。模鍛、擠壓、沖壓等應用模具成形的尺寸精確、穩定。可採用高效鍛壓機械和自動鍛壓生產線,組織專業化大批量或大量生產。
⑶ 鍛模都有哪些形式
根據鍛模的運動方式,鍛造又可分為擺輾、擺旋鍛、輥鍛、楔橫軋、輾環和斜軋等方式。擺輾、擺旋鍛和輾環也可用精鍛加工。為了提高材料的利用率,輥鍛和橫軋可用作細長材料的前道工序加工。與自由鍛一樣的旋轉鍛造也是局部成形的,它的優點是與鍛件尺寸相比,鍛造力較小情況下也可實現形成。包括自由鍛在內的這種鍛造方式,加工時材料從模具面附近向自由表面擴展,因此,很難保證精度,所以,將鍛模的運動方向和旋鍛工序用計算機控制,就可用較低的鍛造力獲得形狀復雜、精度高的產品,例如生產品種多、尺寸大的汽輪機葉片等鍛件。
鍛造設備的模具運動與自由度是不一致的,根據下死點變形限制特點,鍛造設備可分為下述四種形式:
1、限制鍛造力形式:油壓直接驅動滑塊的油壓機。
2、准沖程限制方式:油壓驅動曲柄連桿機構的油壓機。
3、沖程限制方式:曲柄、連桿和楔機構驅動滑塊的機械式壓力機。
4、能量限制方式:利用螺旋機構的螺旋和磨擦壓力機。
為了獲得高的精度應注意防止下死點處過載,控制速度和模具位置。因為這些都會對鍛件公差、形狀精度和鍛模壽命有影響。另外,為了保持精度,還應注意調整滑塊導軌間隙、保證剛度,調整下死點和利用補助傳動裝置等措施。
⑷ 鍛造模具一般用怎麼材料,其熱處理工藝是什麼
一:鍛造模具用鋼:
Cr12MoV,5CrNiMo,5CrMnMo等
模具鋼是用來製造冷沖模、熱鍛模、壓鑄模等模具的鋼種。模具是機械製造、無線電儀表、電機、電器等工業部門中製造零件的主要加工工具。模具的質量直接影響著壓力加工工藝的質量、產品的精度產量和生產成本,而模具的質量與使用壽命除了靠合理的結構設計和加工精度外,主要受模具材料和熱處理的影響。
二:熱處理工藝:
油淬後再回火,是典型的鍛造模具用鋼熱處理工藝。
鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3(亞共析鋼)或Ac1(過共析鋼)以上溫度,保溫一段時間,使之全部或部分奧氏體化,然後以大於臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等溫)進行馬氏體(或貝氏體)轉變的熱處理工藝。通常也將鋁合金、銅合金、鈦合金、鋼化玻璃等材料的固溶處理或帶有快速冷卻過程的熱處理工藝稱為淬火。
回火是將經過淬火的工件重新加熱到低於下臨界溫度AC1(加熱時珠光體向奧氏體轉變的開始溫度)的適當溫度,保溫一段時間後在空氣或水、油等介質中冷卻的金屬熱處理工藝。或將淬火後的合金工件加熱到適當溫度,保溫若干時間,然後緩慢或快速冷卻。一般用於減小或消除淬火鋼件中的內應力,或者降低其硬度和強度,以提高其延性或韌性。淬火後的工件應及時回火,通過淬火和回火的相配合,才可以獲得所需的力學性能。
⑸ 在實際中如何提高模具的使用壽命
精密體積成形模具的設計製造與模具壽命
【摘要】論述了精密體積成形(精鍛)模具的壽命與模具設計製造的關系。採用先進設計手段合理設計精密體積成形件(精鍛件)、鍛壓工藝、模具結構,選擇模具材料,制定模具鋼的鍛造規范和熱處理工藝以及合理確定機械加工工藝及加工精度,可大幅度提高模具壽命。
� 1、引言�
面對廿一世紀的國內建設形勢,企業要適應市場經濟的發展,作為國家支拄產
業的汽車工業將加大輕、微、轎車的產量,因而對模鍛件的精度提出了更高的要求。在生產過程中,提高模具壽命是一個復雜的綜合性問題。所有鍛壓工藝,特別是凈形和近似凈形加工工藝,在很大程度上取決於模具的精度和品質,取決於模具的技術水平。模具技術反映在模具設計和製造上,而模具壽命除與上述兩個環節有關外,還與使用環節有關。�
提高模具壽命有極大的經濟效益,一般在試生產階段模具工裝費用占生產成本的25%左右,而定型生產時僅為10%。�
模具的早期失效形式,多為凸模斷裂、模膛邊緣堆塌、飛邊遭橋部龜裂、模腔底部發生裂紋。影響模具壽命的因素較多,涉及面廣,模具設計是模具壽命的基礎。模具設計環節是指模具的結構設計、成形模腔設計和確定模具鋼種、模具硬度等。模具製造環節是指制模工藝、熱處理規范和表面處理技術等。本文僅從模具設計和模具製造兩個方面探討提高模具壽命的措施。
2、合理設計精密體積成形件(精鍛件)�
模鍛件應盡量避免帶小孔、窄槽、夾角,形狀要盡量對稱,即使不能做到軸對稱,也希望達到上、下對稱或左、右對稱。要設計拔模斜度,避免應力集中和模鍛單位壓力增大,克服偏心受載和模具磨損不均等缺陷。�
對於鍛模模腔邊緣和底部圓角半徑R,設計時應從保證鍛件型腔容易充滿的前提下盡可能放大。若圓角半徑過小,模腔邊緣很容易在高溫高壓下堆塌,嚴重者會形成倒錐,影響模鍛件出模。如底部圓角半徑R過小而又不是光滑過渡,則容易產生裂紋且會不斷擴大。
設計模具時應充分利用CAD系統功能對產品進行二維和三維設計,保證產品原始信息的統一性和精確性,避免人為因素造成的錯誤,提高模具的設計質量。產品三維立體的造型過程以在鍛造前全面反映出產品的外部形狀,及時發現原始設計中可能存在的問題,同時根據產品信息,用電腦設計出加工模具型腔的電極,為後續模具加工做好准備。
採用CAM技術可以將設計的電極精確地按指定方式生產。採用數控銑床(或加工中心)加工電極,可保證電極的加工精度,減小試模時間,減少模具的廢品率和返修率,減少鉗工勞動量。
對於一些外形復雜,精度要求高的鍛件,靠模具鉗工採用常規模具製造方法保證某些外形尺寸而採用CAD/CAM技術可以對這些復雜的鍛件進行精確的尺寸描述,確定合理的分模面,保證合模精度,從模具製造這一環節確保產品精度。
CAD/CAM/CAE技術可以進行有限元分析,對關鍵部位的尺寸設計是否合理可以提供修改依據,從而在為客戶提供高質量鍛件的同時,也為客戶的設計提供了依據,加強了與客戶的合作。
成形是模鍛過程中最重要的工步,模鍛件的幾何形狀是靠鍛模來保證的,模鍛過程中要全面考慮各種因素,尤其是對生產中可能發生的或已暴露出的問題,在模具設計時應採取措施減輕後續工序的加工難度。按照這一原則在預防為減少模鍛件開裂與變形,提高鍛件合格率方面,可以有針對性地採取一些對策和措施。如鍛件的某些部位在切邊和沖孔時易變形而影響產品質量時,可在鍛模設計上適當增加相應變形部位的加工餘量予以補償,這一點對於切邊時鍛件變形大的薄法蘭更為重要。對一些帶有桿部且桿部直徑相對較小的鍛件,在切邊和熱處理過程中會產生有規律的幾何變形,而用冷校正方式無法或難以校直。如某廠生產的TS60曲軸,可根據實踐經驗和統計數據預先將中心線在一定范圍內變形方向反向偏移一定的預補反變形量。
3、合理設計鍛壓工藝�
目前,一般企業無健全的工藝試驗室,缺乏工藝試驗條件,客觀上要求工藝方案必須正確,一次成功。尤其步入市場經濟以後,企業負責人要求鍛造技術人員只能成功,不許失敗,這就給工藝設計人員帶來了較大的困難,要求工藝人員要具有較高
的水平,但即使具有豐富實踐經驗的工藝人員也難免會感到棘手,一旦失誤就會造成較大損失。
對於切邊時存在容易撕裂部分的鍛件可在設計飛邊槽時有意減薄薄弱部分飛邊橋部的高度,以降低切飛邊時此處的切割厚度。如S195連桿,材料為45鋼,鍛後冷切邊,大頭搭子部位由於截面形狀小、料薄,在切邊時經常出現搭子及附近筋部撕裂,廢品率高。若改為鍛後余熱切邊則可提高切邊質量,但由於切邊受模鍛生產節拍的限制,效率低。而在設計鍛模時減薄此處飛邊橋的高度,減少此處飛邊沖裁力,可以大大減少切邊撕裂。�
對於冷擠壓工藝,必須最大程度地軟化毛坯及減少變形時的磨擦力,嚴格控制變形程度和各工序變形程度的合理分配。
一般低碳鋼、碳鋼及低碳合金鋼的軟化退火工藝為:加熱至760℃保溫4h,以20℃/h的冷卻速度冷到680℃保溫3h,再以20℃/h的冷卻速度冷卻到640℃後隨爐冷卻到350℃出爐。硬度一般可達125~155HB。�
含碳量小於0.2%的碳鋼,鋼材經退火後硬度可小於120HB。鋼材經軟化退火後再經滾光、酸洗、磷化、皂化後再塗豬油拌MoS�2潤滑,可降低變形負載,有效減少凸模、壓模圈、接頭體的斷裂失效。�
採用多工序小變形的冷擠壓方法能有效地降低模具承受的單位擠壓力,工序間坯料可不進行軟化處理,使模具壽命得以延長。國內某些廠家在擠壓生產時貪圖一時之便,減少擠壓工序,雖然也能把樣品(或產品)做出,但模具負荷太大,容易出現斷裂失效。這種急功近利的做法是我國冷擠壓工藝曾經一轟而起未能迅猛發展的主要技術原因之一。�
採用鍛模CAE軟體,可以分析材料的流動情況、磨擦阻力以及材料的充腔溢料情況,幫助設計人員有效合理地進行工藝設計。
4、合理的模具結構設計�
模具結構設計主要考慮導向精度合理、沖裁間隙恰當、剛性好,還要考慮盡量採用組合式模具。
模架應有良好的剛性,不要僅僅滿足強度要求,模板不宜太薄,在可能的情況下盡量增厚,甚至增厚50%。多工位模具不宜僅用2根導柱導向,應盡量做到4根導柱導向,這樣導向性能好。因為增加了剛度,保證了凸、凹模間隙均勻,確保凸模和凹模不會發生碰切現象。
浮動模柄可避免壓力機對模具導向精度的不良影響。凸模應夾緊可靠,裝配時要檢查凸模或凹模的軸線對水平面的垂直度以及上下底面之間的平行度。�
在冷擠壓時,凸模和凹模的硬度要合適,要充分發揮強韌化處理對延長壽命的潛力。如W6Mo5Cr4V2鋼冷擠壓凸模,當硬度≥60HRC時可正常使用,壽命為3000~3500件。但如果憑經驗認為硬度低、塑性好,壽命一定延長時就會大失所望,當硬度為57~58HRC擠壓工件時,凸模的工作帶會鐓粗。某廠檢測擠壓第1件以後凸模的工作帶尺寸發現,鐓粗增大量為0.01~0.04mm。�
對於熱擠凹模就不能套用冷擠摸的經驗,當把3Cr2W8V鋼熱擠凹模的硬度值從>40HRC降到37~38HRC時,使用壽命從1000~2000次提高到6000~8000次。�
根據經驗,不同的鍛壓設備上的模鍛對鍛模的硬度要求不盡相同,即使在同一種鍛壓設備上的模鍛,鍛不同的產品對模具的硬度要求也不相同。�
在鍛件飛邊切除時,凸模底要盡量與鍛件的上側表面相吻合。如鋼絲鉗模鍛件熱切飛邊時,切飛邊凸模底部的凹形要與鋼絲鉗柄部的弧形相吻合,否則在切飛邊過程中,切飛邊凸模易使鍛件向一側翻轉,使凸模和凹模損壞。一般情況下,沖裁間隙放大可以延長切飛邊模壽命。
5、合理選擇模具材料�
根據模具的工作條件、生產批量以及材料本身的強韌性能來選擇模具用材,應盡可能選用品質好的鋼材。據有關資料介紹,模具的製造費較高,而材料費用一般僅是模具價格的6%~20%。�
對模具材料要進行質量檢測,模塊要符合供貨協議要求,模塊的化學成份要符合國際上的有關規定。只有在確信模塊合格的情況下,才能鍛造。大型模塊(100kg以上)採用電渣重熔鋼H13時要確保內部質量,避免可能出現的成份偏析、雜質超標等內部缺陷。要採用超聲波探傷等無損檢測技術檢查,確保每件鍛件內部質量良好,避
免可能出現的冶金缺陷,將廢品及早剔除。
6、合理制定模具鋼的鍛造規范�
根據碳化物偏析對模具壽命的影響,必須限制碳化物的不均勻度,對精密模具和負荷大的細長凸模,必須選用韌性好強度高的模具鋼,碳化物不均勻度應控制為不大於3級。Cr12鋼碳化物不均勻度3級要比5級耐用度提高1倍以上。滾絲模的碳化物不均勻度為5~6級時最多滾絲2000件,而碳化物不均勻度提高到1~2級時可滾絲550000件。如果碳化物偏析嚴重,可能引起過熱、過燒、開裂、崩刃、塌陷、拉斷等早期
失效現象。帶狀、網狀、大顆粒和大塊堆集的碳化物使製成的模具性能呈各向異性,橫向的強度低,塑性也差。
根據顯微硬度測量結果,碳化物正常分布處為740~760HV,碳化物集中處為920~940HV,碳化物稀少處為610~670HV,在碳化物稀少處易回火過度,使硬度和強度降低,碳化物富集區往往因回火不足,脆性大,而導致模具鐓粗或斷裂。�
通過鍛造能有效改善工具鋼的碳化物偏析,一般鍛造後可降低碳化物偏析2級,最多為3級。最好採用軸向、徑向反復鐓拔(十字鐓拔法),它是將原材料鐓粗後沿斷面中兩個相互垂直的方向反復鐓拔,最後再沿軸向或橫向鍛成,重復一次這一過程就叫做雙十字鐓拔,重復多次即為多次十字鐓拔。�
而對於直徑小於或等於50mm的高合金鋼,其碳化物不均勻性一般在4級以內,可滿足一般模具使用要求。
�7、合理選擇熱處理工藝
熱處理不當是導致模具早期失效的重要原因,據某廠統計,其約占模具早期失效因素的35%。
模具熱處理包括鍛造後的退火,粗加工以後高溫回火或低溫回火,精加工後的淬火與回火,電火花、線切割以後的去應力低溫回火。只有冷熱加工很好相互配合,才能保證良好的模具壽命。
模具型腔大而壁薄時需要採用正常淬火溫度的上限,以使殘留奧氏體量增加,使模具不致脹大。快速加熱法由於加熱時間短,氧化脫碳傾向減少,晶粒細小,對碳素工具鋼大型模具淬火變形小。對高速鋼採用低淬、高回工藝比較好,淬火溫度低,回火溫度偏高,可大大提高韌性,盡管硬度有所降低,但對提高因折斷或疲勞破壞的模具壽命極為有效。通常Cr12MoV鋼淬火加熱溫度為1000℃,油冷,然後220℃回火。如
能在這種熱處理以前先行熱處理一次,即加熱至1100℃保溫,油冷,700℃高溫回火,則模具壽命能大幅度提高。我們在70年代初期對3Cr2W8V鋼施行高淬、高回工藝熱處理鋼絲鉗熱鍛模具也取得良好效果,壽命提高2倍多。採用低溫氮碳共滲工藝,表面硬度可達1200HV,也能大大提高模具壽命。
低溫電解滲硫可降低金屬變形時的摩擦力,提高抗咬粘性能。使用6W6Mo5Cr4V鋼製作冷擠壓凸模,經低溫氮碳共滲後,使用壽命平均提高1倍以上,再經低溫電解滲硫處理可以進一步提高壽命50%。模具淬火後存在很大的殘留應力,它往往引起模具變形甚至開裂。為了減少殘留應力,模具淬火後應趁熱進行回火,回火應充分,回火不充分易產生磨前裂紋。對碳素工具鋼,200℃回火1h,殘留應力能消除約50%,回火2h殘留應力能消除約75%~80%,而如果500~600℃回火1h,則殘留應力能消除達90%。�
某廠CrWMn鋼制凸模淬火後回火1h,使用不久便斷裂,而當回火2.5h,使用中未發現斷裂現象。這說明回火不均勻,雖然表面硬度達到要求,但工作內部組織不均勻,殘留應力消除不充分,模具易早期破裂失效。
回火後一般為空冷,在回火冷卻過程中,材料內部可能會出現新的拉應力,應緩冷到100~120℃以後再出爐,或在高溫回火後再加一次低溫回火。�
表面覆層硬化技術中的PVD、CVD近年來獲得較大的進展,在PVD中常用的真空蒸鍍、真空濺射鍍和離子鍍,其中離子鍍層具有附著力強、澆鍍性好,沉積速度快,無公害等優點。離子鍍工藝可在模具表面鍍上TiC、TiN,其使用壽命可延長幾倍到幾十倍。離子鍍是真空蒸膜與氣體放電相結合的一種沉積技術。空心陰極放電法(HCD法)是先用真空泵抽真空,再向真空泵通入反應氣體,並使真空度保持在10-5~10-2Pa范圍內,利用低壓大電流HCD電子槍使蒸發的金屬或化合物離子化,從而在工作表面堆積成一層防護膜。為提高鍍敷效率,一般在工件上施加負電壓。�
鍛模的表面處理技術國內應用不太多,這一領域大有開發的必要。整體模腔的滲碳、滲氮、滲硼、碳氮共滲以及模腔局部的噴塗、刷鍍和堆焊等表面硬化支持都是很有發展前途的,突破這一領域將使我國制模技術得到很大提高。�
模具失效以後的焊補技術,國內90年代初期就有工廠進行研究和應用,如青海鍛造廠,焊補後的鍛模壽命可提高1倍。
8、合理確定機械加工製造工藝和加工精度�
採用先進設備和技術確保每副模具具有高精度和互換性以保證鍛模所要求的高精度和重復精度。製造工藝首先要解決加工後的加工變形與殘留應力不能太大。粗加
工時最好不要使表面粗糙度Ra>3.2μm,特別應注意在模具工作部分轉角處要光滑過渡,減少熱處理產生的熱應力。�
模腔表面加工時留下的刀痕、磨痕都是應力集中的部位,也是早期裂紋和疲勞裂紋源,因此在鍛模加工時一定要刃磨好刀具。平面刀具兩端一定要刃磨好圓角R,圓弧刀具刃磨時要用R規測量,絕不允許出現尖點。在精加工時走刀量要小,不允許出現刀痕。對於復雜模腔一定要留足打磨餘量,即使加工後沒有刀痕,也要再由鉗工用風動砂輪(或用其它方法)打磨拋光,但要注意防止打磨時局部出現過熱、燒傷表面和降低表面硬度。�
模具電加工表面有硬化層,厚10μm左右,硬化層脆而有殘留應力,直接使用往往引起早期開裂,這種硬化層在對其進行180℃左右的低溫回火時可消除其殘留應力。
磨削時若磨削熱過大會引起肉眼看不見的與磨削方向垂直的微小裂紋,在拉應力作用下,裂紋會擴展。對CrWMn鋼冷擠凹模採用干磨,磨削深度為0.04~0.05mm時,使用中100%開裂;採用濕磨,磨削深度0.005~0.01mm時,使用性能良好。消除磨削應力也可將模具在260~315℃的鹽浴中浸1.5min,然後在30℃油中冷卻,這樣硬度可下降1HRC,殘留應力降低40%~65%。對於精密模具的精密磨削要注意環境溫度的影響,要求恆溫磨削。
鍛模粗加工時要為精加工保留合理的加工餘量,因為所留的餘量過小,可能因熱處理變形造成餘量不夠,必須對新制鍛模進行補焊,若留的餘量過大,則增加了淬火後的加工難度。
當鍛模燕尾支承面與分模面平行度超過要求時,會使鍛模鎖扣啃壞或打裂,重者會打斷錘桿甚至損壞錘頭,所以在鍛模加工中除對模腔尺寸按圖紙要求加工外,對其它各部分外形尺寸、位置度、平行度、垂直度都要按要求加工並嚴格檢驗。有些廠對小型鍛模熱處理後用平面磨床磨削上下平面,對大型鍛模用龍門刨床以刨代刮,保證製造精度。
鍛模模腔的粗糙度直接影響鍛模壽命,粗糙度高會使鍛件不易脫模,特別是中間帶凸起部位,鍛件越深,抱得越緊,最後只能卸下鍛模用機加工或氣割的方法破壞鍛件。由於粗糙度值高會使金屬流動阻力增加,嚴重時模鍛若干件以後會將模壁磨損成溝槽,既影響鍛件成形,也易使鍛模早期失效。
工作表面粗糙度值低的模具不但摩擦阻力小,而且抗咬合和抗疲勞能力強,表面粗糙度一般要求Ra=0.4~0.8μm。
模具的製造裝配精度對模具壽命的影響也很大,裝配精度高,底面平直,平行度好,凸模與凹模垂直度高,間隙均勻,亦可獲得相當高的壽命。
⑹ 鍛造模具如何安裝在模鍛錘和壓力機上
摘要 1.壓力機模鍛時,鍛模一般是裝在模座里的,模座上設有導向部分,以保證鍛模配合精度。安裝模座時,應保證滑塊導向和模座導向的一致性和協調性,以防止導向部分的偏向磨損。
⑺ 模具鋼鍛造應考慮的生產工藝要點有哪些
近些年來,為了提高鍛造效率和鍛造的模具鋼尺寸精度,一般採用液壓快鍛機進行模具鋼的生產,對於鍛造應考慮的生產工藝要點有:
1)保證足夠的壓縮比
從鋼錠到鋼胚、材的加工比,也稱壓縮比或鍛造比(簡稱鍛比),一般用k=F0/F(FO-鋼錠平均截面積,F-胚或材截面積)。如果分步加工,則總鍛壓比是各步的鍛壓比的總和,這是工模具鋼的熱加工過程中最主要的工藝參數,在有的鋼種的技術條件中,有明確的規定,一般不應小於4,。尤其是模塊,對鍛造比和鐓粗比的要求更為嚴格。
2)加熱溫度和升溫速度
鋼錠的加熱溫度是在模具鋼熱加工最重要的工藝參數,一般與鋼種的特性有關,主要取決於鋼的化學成分。如果加熱溫度過高,會引起過熱、過燒、晶粒粗大等缺陷。尤其是Cr12型的冷作模具鋼。加熱溫度過低,難以加工、也易出現裂紋,影響生產設備和效率。因此應嚴格規定模具鋼的加熱溫度。為保證鋼錠表面和中心部位的溫度梯度小和減小熱應力和組織應力,從而導致裂紋的產生,應緩慢升溫,並分幾段預熱保溫,然後逐漸升溫到加熱溫度,對於中、高合金模具鋼的冷錠一般不要高於600℃裝爐。
3)終鍛溫度
在鍛造過程中,在確保模具鋼不出現裂紋的情況下,應盡量用較低的終鍛溫度,會獲得更細小的晶粒。其次,對於某些萊氏體鋼,在鍛造時避免終鍛溫度過低,而產生角裂和邊裂。
4)變形工藝
對於模具鋼的變形可以使用多種變形方式,冶金廠一般以拔長為主,對於大斷面的材或模塊,為了保證質量,有事採用鐓拔,即鐓粗與拔長相結合,這是增加鍛造比的主要方式。在變形過程中,應注意變形量的控制。用精鍛機生產開胚時,尤其要注意變形道次和每道次的變形量的設計和鋼錠(鋼胚)的加熱溫度的控制,以免發生孔洞缺陷,因為精鍛機錘擊力小且高頻鍛打,這對變形抗力大的難變形鋼種十分有利,但由此造成鋼材的便面變形,從而易形成孔洞。
5)鋼胚的冷卻
中山華氏撫順特鋼表示模具鋼的大多數鋼鍛後或軋後要求緩冷或紅松退火,在緩冷坑中緩冷時,注意入坑的溫度和緩冷坑的保溫性能,一般鋼種在鍛後入坑,保溫時間不要低於48h。
⑻ 模具鍛造之前為什麼要先預熱
因為模具涼的話跟高溫的鋼材相接觸表面會發生尺寸膨脹,而心部溫度低不膨內脹,結果表面會被容拉開,形成龜裂;另外,對所鍛造的鋼材也不好,因為跟涼模具相接觸溫度會迅速下降,導致鋼材內外溫度不均,變形不均以及鍛造時間短。
鍛造模具的主要技術發展方向是提高模具設計水平,採用新型模具材料,使用高效高精度加工手段,以期在模具高壽命的狀態下實現鍛件高精度。
隨著我國製造業整體水平的提高,我國鍛造模具技術將達到國際先進水平,部分有創新性與獨特性的技術將達到國際領先水平。
(8)鍛壓模具加工精度如何保證擴展閱讀:
在鍛造模具設計中通常應考慮:
①鍛件的批量。小批量生產的鍛件,盡量採用簡單結構的模具,模具壽命也可以設計的低一些;中大批量生產的鍛件,模具結構應採用具有制坯、預鍛和終鍛等多工步模具,模具材料要合理配合,以保證整套模具具有高的壽命。
②鍛件的材質。根據材料的變形能力確定成形工步和變形率,確保終鍛後的鍛件質量。
③鍛件的形狀。形狀復雜的鍛件必須採用多模膛分散變形的方法,以減少模具載荷、降低壓力機噸位、避免鍛造缺陷產生。
④鍛造設備。主要考慮是鍛錘,還有各種壓力機,模具的結構及模具材料均須有所差別。
⑼ 關於模具熱處理學習方面的總結經驗有大咖分享一下嗎謝謝
1. H13模具鋼如何熱處理硬度才能達到58度?進行1050~1100度加熱淬火,油淬,可以達到要求,但一般熱作模具是不要求這么高的硬度的,這么高的硬度性能會很差,不好用,一般在HRC46~50左右性能好、耐用。
2. 模具熱處理過後表面用什麼洗白?問題補充:我是開模具拋光店的,一般模具都用油石先打過再拿去滲氮,滲氮回來又要用油石把那一層黑的擦白,再拋光很麻煩,不擦白打不出鏡面來,材料有H13的,有進口的好多種,如果有葯水能洗白的話,就可以直接拋光了。(1)可以用不銹鋼酸洗液,或者鹽酸清洗。噴砂處理也可以。磨床磨的話費用高,而且加工量大,有可能使尺寸不達標的。鹽酸洗不掉的話,估計您用的是高鉻的模具鋼?是D2還是H13?高鉻模具鋼的氧化層比較難洗掉。用不銹鋼酸洗液應該可以,磨具商店或者不銹鋼商店都有賣的。
(2)你們沒有不銹鋼酸洗膏嗎?那種可以。H13這類含鉻比較高的模具鋼,氧化層是難以用鹽酸洗掉的。還有一個辦法,我自己也在用。你們的模具既然已經油石磨過,表面就是比較光滑的。實際上,可以先只用粗的油石打磨,或者用砂帶打磨,之後就去熱處理。回來之後再用細油石打磨。而我用的辦法是,用纖維輪先打磨,就可以有效的把黑皮去除,再研磨拋光。或者噴砂,用800 目的碳化硼做一遍噴砂試試,應該就能夠去除黑皮,還不需要化太多功夫重磨。
3.熱處理廠對金屬是怎麼熱處理的?
熱處理廠的設備非常多,爐子大概有箱式爐,井式爐,箱式爐用的最多,很多熱處理都可以在這裡面處理,比如退火,正火和淬火的加熱過程,回火這些常見的熱處理。
其實就是一個用電加熱的爐子,先將爐子升溫到預定溫度,然後把工件丟進去,等待一段時間到預定溫度,然後保溫一段時間,然後取出,或者在爐子里一起冷卻,井式爐一般是作為滲碳處理設備,是一個埋到地下的爐子,工件放進去之後,密封,然後往爐子裡面滴入一些富碳液體,比如煤油或則甲醇,然後在高溫下這些液體分解成碳原子滲入工件表面。
淬火池是淬火的場所,就是一個池子,裡面有水溶液或者是油,就是箱式爐出來的工件淬火的冷卻的地方,一般就是直接丟進去,然後等一段時間撈出來。還有其他的一些設備,比如高頻機,就是一個可以將50 赫茲的工頻電變成一個200K赫茲電流的超大功率的設備,比如常見的有 200千瓦的最大功率,然後用一個內部通冷卻水的銅管做的線圈放在工件的外面,一般幾十毫米的工件,幾秒種到十幾秒的時候你就看到工件表面變紅,表面溫度到預定值的時候,然後有一個水套升上來噴淬火液到工件表面,完成淬火過程。常見的就這些了。
4.我們最近的 Cr12 或 Cr12MoV 的材料熱處理和裂了幾次了,為什麼
五金模具上的最好將零件尺寸、形狀及熱處理要求,和你們採取的熱處理工藝曲線告之,否則很難講。這兩種鋼是一類,屬高碳高鉻萊氏體鋼,本身就有冷裂傾向。熱處理工藝也較復雜。
下面在沒有上述資料的情況下談些我的經驗: 950-1000C 淬火,油冷,HRC>58. 為獲得熱硬性和高的耐磨性,淬火溫度增高至 1115-1130C,油冷。 細薄的可空冷,為了減少變形也在400-450C鹽液冷卻。 不要在 300-375C 回火,會降低工具的韌性,出現回火脆性,另外淬後立即回火。高於 1100C 淬火的,在520C 回火2-3 次。請注意過高的淬火溫度會有脫碳的傾向,為此可在淬火前進行預先熱處理--球化退火。
5.怎樣區分熱處理件和沒有熱處理的工件?
問題補充:工人不小心把一個未經熱處理的生件和一批調試好的經過熱處理的工件混在一起,現在如何把他們區分開來,不要切割工件看金相啊,那樣會破壞產品,要急著發貨?熱處理工藝 30Cr 經正火、再淬火、然後回火,生件是 鑄件未經熱處理。兩者都經過了拋丸處理顏變色分不出來了,還有硬度都是在35-45之間了,靠硬度無法區分。
如果也不能通過硬度和熱處理氧化色來判別。我建議你通過敲擊聲音來辨別。鑄件和淬火+回火態工件金相組織不同,內耗有差異,通過輕輕敲擊,可能能分辨。
6. 熱處理中的過燒是什麼意思?
超過規定加熱溫度,致使晶粒長大,各項力學性能變壞如脆性變大,韌性下降,容易變形和開裂等等,控制好加熱溫度可以避免過燒。指鋼在固液相線的溫度范圍內的某一個溫度以上加熱時,奧氏體晶界發生了化學 成分變化,局部或整個晶界出現燒熔現象。此時晶界上會富集S,P等化合物,導致晶界結合力降低,機械性能嚴重惡化。過燒後鋼材不能通過熱處理或加工方法補救。
7. 模具淬火裂紋產生的原因及預防措施?
產生的原因:
1)模具材料存在嚴重的網狀碳化物偏析。
2)模具中存在有機械加工或冷塑變形應力。
3)模具熱處理操作不當(加熱或冷卻過快、淬火冷卻介質選擇不當、冷卻溫度過低、冷卻時間過長等)。
4)模具形狀復雜、厚薄不均、帶尖角和螺紋孔等,使熱應力和組織應力過大。
5)模具淬火加熱溫度過高產生過熱或過燒。
6)模具淬火後回火不及時或回火保溫時間不足。
7)模具返修淬火加熱時,未經中間退火而再次加熱淬火。
8)模具熱處理的,磨削工藝不當。
9)模具熱處理後電火花加工時,硬化層中存在有高的拉伸應力和顯微裂紋。
預防措施:
1)嚴格控制模具原材料的內在質量
2)改進鍛造和球化退火工藝,消除網狀、帶狀、鏈狀碳化物,改善球化組織的均勻性。
3)在機械加工後或冷塑變形後的模具應進行去應力退火(>600℃)後再進行加熱淬火。
4)對形狀復雜的模具應採用石棉堵塞螺紋孔,包紮危險截面和薄壁處,並採用分級淬火或等溫淬火。
5)返修或翻新模具時需進行退火或高溫回火。
6)模具在淬火加熱時應採取預熱,冷卻時採取預冷措施,並選擇合適淬火介質。
7)應嚴格控制淬火加熱溫度和時間,防止模具過熱和過燒。
8)模具淬火後應及時回火,保溫時間要充分,高合金復雜模具應回火2-3 次。
9)選擇正確的磨削工藝和合適的砂輪。
10)改進模具電火花加工工藝,並進行去應力回火。
8. 怎麼進行大型沖壓模具的熱處理?尤其切邊這類模具經常生產有毛刺,不能正常運行的情況。
(1)模具熱處理盡量選真空熱處理, 以獲得最小的變形量。
(2)模具可採用拼接結構,分成小塊就好熱處理了。最好用慢絲割,精度高、光潔度高、變形小。間隙有保證,毛刺會小的。看看你的設備精度是否很差。
(3)切邊毛刺大除了上面的幾位提到的,我認為凸模單邊受力,強度不夠可能性大。是否凸模太單薄?是否設計靠刀?還有板料熱處理後有殘余應力,線割後會出現變形,可以考慮較大的線割孔預先銑出再熱處理,留3~4mm線割。
9. 我用H13鋼來做熱擠壓模具鍛造工件是黃銅熱處理為45~48°模具直徑120mm,高70mm,工作數小時後模具開裂?
(1)鍛壓溫度大概是900~1000℃?是不是溫度太高了? 模具使用前沒有經過充分預熱也有可能容易開裂。模具設計不合理也有可能容易開裂。將模具的回火溫度提高一些,縮小和實際鍛壓溫度的差距,回火實際長一些。
(2)這個要綜合考慮的,必要的時候要做下金相,才能基本判斷原因的哦。
10. 模具表面有軟點產生原因及預防?
產生原因
1)模具在熱處理前表面有氧化皮、銹斑及局部脫碳。
2)模具淬火加熱後,冷卻淬火介質選擇不當,淬火介質中雜質過多或老化。
預防措施:
1)模具熱處理前應去除氧化皮、銹斑,在淬火加熱時適當保護模具表面,應盡量採用真空電爐、鹽浴爐和保護氣氛爐中加熱。
2)模具淬火加熱後冷卻時,應選擇合適的冷卻介質,對長期使用的冷卻介質要經常進行過濾,或定期更換。
11. 模具熱處理前組織不佳?
產生原因:
1)模具鋼材料原始組織存在嚴重碳化物偏析。
2)鍛造工藝不佳,如鍛造加熱溫度過高、變形量小、停鍛溫度高、鍛後冷卻速度緩慢等,使鍛造組織粗大並有網狀、帶狀及鏈狀碳化物存在,使球化退火時難以消除。
3)球化退火工藝不佳,如退火溫度過高或過低,等溫退火時間短等,可造成球化退火組織不均或球化不良。
預防措施:
1)一般應根據模具的工作條件、生產批量及材料本身的強韌化性能,盡量選擇品質好的模具鋼材料。
2)改進鍛造工藝或採用正火預備熱處理,來消除原材料中網狀和鏈狀碳化物及碳化物的不均勻性。
3)對無法進行鍛造的碳化物偏析嚴重的高碳模具鋼可進行固溶細化熱處理。
4)對鍛造後的模坯制定正確的球化退火工藝規范,可採用調質熱處理和快速勻細球化退火工。
5)合理裝爐,保證爐內模坯溫度的均勻性。
12. 模具淬火後組織粗大,使用時將會使模具產生斷裂,嚴重影響模具的使用壽命?
產生的原因:
1)模具鋼材混淆,實際鋼材淬火溫度遠低於要求模具材料的淬火溫度(如把GCr15 鋼當成3Cr2W8V 鋼)。
2)模具鋼淬火前未進行正確的球化處理工藝,球化組織不良。
3)模具淬火加熱溫度過高或保溫時間過長。
4)模具在爐中放置位置不當,在靠近電極或加熱元件區易產生過熱。
5)對截面變化較大的模具,淬火加熱工藝參數選擇不當,在薄截面和尖角處產生過熱。
預防措施:
1)鋼材入庫前應嚴格進行檢驗,嚴防鋼材混淆亂放。
2)模具淬火前應進行正確的鍛造和球化退火,以確保良好的球化組織。
3)正確制定模具淬火加熱工藝規范,嚴格控制淬火加熱溫度和保溫時間。
4)定期檢測和校正測溫儀表,保證儀表正常工作。
5)模具在爐中加熱時應與電極或加熱元件保持適當的距離。
13. 用 Cr12MoV 鋼製造冷模具應如何進行熱處理?
高硬度高耐磨高韌性優化處理:980~1200度加熱淬火,油淬(機油)400度回火一次,240 度回火一次,HRC57~61,超耐用不崩刃。
14. H13模具鋼熱處理後出現裂是什麼原因,淬火溫度是1100 度,放在油中冷卻?
可以進行金相分析,看錶面是否有材料是否有脫碳現象,開裂的話一般都是脫碳引起,H13 一般都是做擠壓模,對材料的硬度要求不是很高,你用的是不是真空 爐建議用 1030~1050℃試下.
15. 模具的導柱導套通常採用什麼材料?採用何種熱處理,達到怎樣的性能要求?
(1)在內地用45#碳素結構鋼或碳素工具鋼,熱處理淬火硬度HRC45 度左右,達不到HRC58~62,就是到了那麼高,很易斷。
(2)一板高要求的是用SKD61或SKD11和H13等熱處理淬火硬度HRC51度左右。
16. 模具製造中熱處理的用途?怎樣應用?
問題補充:是不是模板加工好以後進行熱處理,主要是哪個環節?
模具製造中熱處理的作用: 提高硬度、耐磨性,從而提高其壽命;強度加強,變形減小,保證模具的精度和精度穩定性;
17. 模具的失效原因分析?
失效大部分是由斷裂、磨損和變形而引起,其主要原因是熱處理不當和模具加工不良。因此,合理選擇材料、正確制訂熱處理工藝,提高熱處理質量,對於延長模具使用壽命起著關鍵作用。模具熱處理包括預先熱處理和最終熱處理,熱處理的最終目的是使模具有良好的表面質量和強度、塑性和韌性的合理配合。
18. Cr12mov 模具鋼熱處理後出現一塊一塊的掉的原因?
(1)你可能是在淬火時,超過溫度太多,過熱,造成晶粒粗,脫碳嚴重,馬氏體粗大,斷口粗晶,韌性、塑性低。
(2)加熱溫度過高、保溫時間過長,造成材料表面脫碳嚴重,組織晶粒粗大、 結合力差,塑性顯著降低。
建議:校對加熱設備;調整淬火、回火溫度和時間;做試樣熱處理工藝試驗,進行必要性能測試分析。
19. 鹽浴熱處理的優點?
優點:受熱均勻變形量小,少無氧化脫碳,加熱快,能很快轉變工件內部組織結構,保溫性能和加熱均勻性能好,可以進行固溶處理加熱,適用性廣泛,可進行近乎無氧化的出貨處理等。
缺點:工作環境惡劣,對工件有一定腐蝕,使用壽命相對較短,工作空間尺寸和功率來講,功率較大,尺寸較小。而且廢鹽對環境有些污染,如果客戶有對無氧化有較高要求的話可以考慮,成本一般情況。
20. 檢驗熱處理效果用什麼方法?
簡單的檢查表面硬度。准確的破檢:檢查淬硬層深、心部硬度、淬火金相組織等級、調質金相組織等級。淬硬層深臨界硬度值=淬火硬度最小值 X0.8。
21. 模具材料深冷處理的作用有哪些?
深冷處理是淬火後工件冷卻過程的延續,在模具行業中的應用主要體現在冷作模具鋼和高速鋼、軸承鋼,冷作模具和模具配件都有深冷技術應用的案例。深冷將會改變一些相關機械性能,主要作用如下幾點:提升工件的硬度及強度,保證工件的尺寸精度提高工件的耐磨性,提高工件的沖擊韌性,改善工件內應力分布,提高疲勞強度,提高工件的耐腐蝕性能。
22. 熱處理後線割開裂是模板的問題還是熱處理的問題?
(1)我是搞熱處理的,我個人認為是熱處理的問題。因為沒有經過熱處理的鋼進行線切割是很難開裂的,線切割開裂是因為切割時出現應力集中。因此熱處理時不光要達到熱處理要求的硬度還必須消除內應力。消除內應力的關鍵就是回火的溫度和回火的時間。若回火溫度太底,回火時間再長內應力也無法消除;若回火溫度太高,雖然消除了應力,但卻不能達到要求;若回火溫度合適,但回火時間太短,應力也無法完全消除。因此熱處理後線切割開裂的關鍵是回火溫度和回火時間的控制。
(2)熱處理後線切割開裂這種情況比較復雜,有模具淬火後回火不充分的可能,也有模具鍛造時存在缺陷的可能。如果是一般的碳鋼模具,回火不充分是主要原因,需要優先考慮,對高合金模具來說,也有可能材料本身存在缺陷,如雜質、碳化物偏析等情況,這些需要高倍金相檢測才能判斷。
23. Cr12MoV熱處理爆裂原因有哪些?
(1)冷卻介質是否冷卻過快(不能用鹽水,水劑等)
(2)淬火前,可能沒有退好火,造成內應力過大
(3)材料冶金不好(非金屬夾雜物,帶狀組織,共晶碳化物)
(4)淬火時,爐溫升的過快
(5)沒有及時回火
24. 什麼是非熱處理強化?
表面處理:如鍍硬鉻,增加零件的耐磨性;
噴丸強化:用於承受交變應力下工作的零件,可以大大提高疲勞強度;
滾壓:利用滾壓工具在常溫狀態下對零件表面施加壓力,使金屬表面產生塑性變形,修正金屬表面的微觀幾何形狀,提高表面光潔度,提高零件疲勞強度以及耐磨性和硬度。
⑽ 鍛壓模具與注塑模具區別有哪些
首先加工對象不同,注塑模具用於流動性較好的塑料成型加工。
鍛壓模具是對延展性較好的金屬材料毛胚進行加工。
注塑製件精度較高,一般直接用於產品。
鍛壓製件粗糙,金屬晶體細膩,纖維連續,一般用於重要受力零件的毛胚製造。
注塑模是將塑料加熱到熔融狀態(粘流態),經注射、保壓、冷卻成型。
鍛壓模具是將金屬加熱但並非熔融,然後多次擠壓、鍛打成型。