1. ·怎麼防止冷作模具鋼材過熱和過燒
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。
2. 如何改善沖壓模具熱處理變形和開裂
影響沖壓模具熱處理變形與開裂的原因復雜多樣,主要涉及原始組織、鋼材化學成分、零件結構形狀、截面尺寸、熱處理工藝等因素。開裂通常是可預防的,而熱處理變形則難以完全避免。截面尺寸差異、沖壓模具零件的結構形狀,在熱處理過程中,由於加熱與冷卻速率的不同,導致熱應力、組織應力及相變體積變化,使零件尺寸與形狀發生偏差,甚至開裂。
針對這些問題,可採取預備熱處理措施。對於共析鋼沖壓模具鍛件,先進行正火處理,再進行球化退火,消除鍛件內網狀二次滲碳體,細化晶粒,消除內應力,為後續熱處理作準備。沖壓凹模零件淬火前,需進行低溫回火,以減少變形和開裂傾向。復雜且精度要求高的凹模,在粗加工後精加工前,應先調質處理,減少變形,避免開裂。
優化淬火、回火處理工藝同樣重要。模具零件從冷卻劑取出後,應盡快回火,避免低溫回火脆性和高溫回火脆性。對精度要求高的模具零件,採用多次回火,以消除內應力,減小變形,避免開裂。防護措施包括捆包、填充、堵塞等方法,使零件形狀與截面對稱,內應力均衡。
淬火加熱溫度過高,會導致奧氏體晶粒粗大,氧化、脫碳現象增加,變形與開裂傾向增大。加熱溫度偏低則會使內孔收縮,孔徑尺寸減小。因此,應選用加熱溫度規范的上限值。對於合金鋼,加熱溫度偏高會引起內孔膨脹,孔徑增大,應選用加熱溫度的下限值。
對於小型沖壓凸凹模或細長圓柱形零件,預熱至520-580℃後,放入中溫鹽浴爐加熱,可減少變形,控制開裂傾向。正確加熱方式為先預熱,再升至淬火溫度。加熱過程中,縮短高溫段時間,減少淬火變形,避免小裂紋產生。
選擇合適的冷卻劑是關鍵。對於合金鋼,硝酸鉀和亞硝酸鈉熱浴的等溫淬火或分級淬火,適用於形狀復雜、尺寸精確的沖壓模。多孔模具零件等溫淬火時間不宜過長,否則孔徑或孔距會增大。利用油中冷卻收縮、硝酸鹽中冷卻膨脹的特徵,合理應用雙介質淬火,可減小零件變形。
對於線切割加工的沖壓模零件,應在線切割前採用分級淬火和多次回火,提高淬透性,使內應力分布均勻,減小變形和開裂傾向。合理選擇冷卻劑和冷卻方式,零件從加熱爐取出後,先在空氣中適當預冷,再放入冷卻劑中淬火,旋轉零件,使各部位均勻冷卻,減少變形和開裂。
3. 如何避免壓鑄模具鋼材的過熱,過燒,從而提高和改進
過熱是壓鑄模具鋼材在稍低於過燒溫度的高溫下長期保溫,晶粒過分長大的現象。過熱使金屬在鍛造時塑性下降,降低了壓鑄模具鋼材的力學性能。對於未鍛造或軋制的過熱壓鑄模具鋼材,為了改善過熱造成的粗晶組織,一般可採用冷卻後重新加熱重結晶後鍛造或軋制的方法來解決。若鍛後可通過熱處理的方法來細化晶粒。
過燒是由於加熱溫度過高,致使壓鑄模具鋼材中熔點較低的組成物熔化而導致不可挽回的缺陷。一般鋼錠具有很薄很緻密細小的等軸晶保護層,在加熱過程中可以防止氧化性爐氣浸入鋼錠內部。而鋼錠在冷卻過程中形成的晶間裂紋可穿過緻密的表面結晶層和大氣相溝通,具有這種晶間裂紋的鋼錠是最容易過燒的,這種裂紋就是爐氣向鋼錠內侵入的通道。滲入晶粒邊界的氧化性氣體,使晶間的氧化物變脆。預先剝皮的鋼錠在加熱時就要特別注意,因為剝皮時把所有可防止裂紋與爐氣相通的很緻密的表面結晶層去掉了,所以就有可能暴露大量的裂紋缺陷,晶間裂紋的存在不僅使氧化性爐氣容易向鋼錠內滲入,而且也造成了過熱時促使易熔晶間物質滲出的條件,晶間空隙的產生又引起新的通道的形成,爐氣便沿該通道進入鋼錠內部,因此在加熱時應更加註意。
過燒現象一般都是從表面且沿晶界開始的,並向鋼錠的內部發展,在開始形成不大的空隙-空穴,其後進一步擴大,若晶間空隙的表面氧化過程得到充分發展,則由於失掉晶間聯系而使鋼錠在鍛造或軋制時碎裂。
為了使鋼錠或鋼坯在熱加工過程中防止過熱或過燒,應根據壓鑄模具鋼材的化學成分和尺寸制定正確合理的加熱規范,並嚴格執行。選擇合理的爐型並採用微機控制是提高加熱質量的重要的保證。盡量減少爐內的過剩空氣量,高溫下應調節成弱氧化性氣氛;在火焰爐內加熱時,鋼料應離開燒嘴一定的距離,避免鋼料與火焰直接接觸,以防鋼料局部過熱和過燒,如因鍛壓設備發生故障而長時間停鍛時必須降低爐溫和採取其他措施。
4. 模具預熱的作用與預熱的幾種方法
為了保護模具,提高模具使用效率,盡可能地將模具工作狀態保持在一定溫度范圍是非常必要的。如果模具不預熱,一方面,由於模具溫度低,很容易造成成型困難、粘膜、鑄件裂紋等缺陷,另一方面,由於模具溫度變化太大,冷熱應力很大,很容易造成模具損壞,嚴重的情況下,可能造成模具炸裂。所以,模具使用前的預熱非常重要。
根據預熱的加熱方法不同,可以分為電加熱、天然(煤)氣加熱、模溫機(油)加熱。
1)電加熱:主要靠發熱管加熱,具有清潔、使用方便的特點,缺點是熱輻射距離小。壓鑄模具一般不採用。
2)模溫機(油)加熱:加熱均勻,溫度調節採用智能控制,控溫精度高,可滿足高工藝標準的嚴格要求。運行控制及安全監測裝置齊全完備,升溫過程全自動控制,操作簡捷,安裝方便。閉路循環供熱,熱量損失小,節能效果顯著,無環境污染,使用范圍廣。缺點是加熱靠熱傳遞,升溫較慢。
3)天然(煤)氣加熱:目前廣泛使用的一種方式。適用於不同模具形狀。加熱器由管子製成,有很多小孔,噴出氣體,火力大小可以調節氣閥來實現。清潔無污染,可局部加熱。缺點是靠人控制,不注意容易燒壞模具。
5. 風電葉片模具成型如何控溫
風電葉片模具加熱溫度控制的精度對於葉片的質量和生產效率都有較大影響。目前使用較多的模具溫度控制方法有電加熱和水循環加熱系統
傳統電加熱方法:
1.一方面溫度感測器測量的誤差,另-方面電加熱比較集中,溫度不均勻
2.如果溫度控制出現異常,極易導致風電葉片產品不合格、葉片報廢、風電葉片模具玻璃鋼內結構燒糊碳化,嚴重時造成風電葉片模具著火等事故。
3.電熱絲加溫的弊端在於模具加熱不均勻如果電熱絲燒了很難檢查出那組電加熱絲燒了,會很大程度上影響生產進度。
水溫機控溫方法:
1.採用水循環溫度控制系統的風電葉片模具,可以將這種誤差降到最低。
2.通過水循環加熱,型腔溫度與目標溫度保持在0.5℃以內,由於是間接傳熱,系統的超調量很小。
3.採用PLC觸摸屏控制系統,能實時顯示加熱冷卻系統動態流程圖,用於設備溫度、時間等技術參數的顯示和調節。
6. 模具鋼熱處理出現淬裂的原因及預防措施有哪些
常見原因:
1、脫碳,一般由空氣爐無保護加熱、機加餘量小,鍛造或預備熱處理殘留脫碳層等因素造成。
2、冷卻不當也是造成模具鋼材熱處理出現淬裂常見原因,它主要是冷卻劑選擇不當或過冷造成的。
3、過熱或過燒,這類情況的出現一般是因為爐溫不均、控溫不準或跑溫、工藝設置溫度過高等因素造成的。
4、模具鋼材組織不良,這主要是因為碳化物偏析嚴重,鍛造質量差或者是預備熱處理方法不當等原因導致的。
預防措施:
1、防止模具鋼材熱處理時出現過熱。主要包括有檢修、校對控溫系統,修正工藝溫度,在工件與爐底板間加墊鐵等。
2、為了解決冷卻不當的問題,應當掌握淬火介質冷卻特性或回火處理。
3、為防止模具鋼材出現脫碳,可通過控制氣氛加熱,鹽浴加熱,真空爐、箱式爐採用裝箱保護或使用防氧化塗料等措施。
4、當模具鋼材組織不良的情況是地,必須採用正確的鍛造工藝和合理的預備熱處理制度。