1. ·怎么防止冷作模具钢材过热和过烧
近些年来,为了提高锻造效率和锻造的模具钢尺寸精度,一般采用液压快锻机进行模具钢的生产,对于锻造应考虑的生产工艺要点有: 1)保证足够的压缩比从钢锭到钢胚、材的加工比,也称压缩比或锻造比(简称锻比),一般用k=F0/F(FO-钢锭平均截面积,F-胚或材截面积)。如果分步加工,则总锻压比是各步的锻压比的总和,这是工模具钢的热加工过程中最主要的工艺参数,在有的钢种的技术条件中,有明确的规定,一般不应小于4,。尤其是模块,对锻造比和镦粗比的要求更为严格。 2)加热温度和升温速度钢锭的加热温度是在模具钢热加工最重要的工艺参数,一般与钢种的特性有关,主要取决于钢的化学成分。如果加热温度过高,会引起过热、过烧、晶粒粗大等缺陷。尤其是Cr12型的冷作模具钢。加热温度过低,难以加工、也易出现裂纹,影响生产设备和效率。因此应严格规定模具钢的加热温度。为保证钢锭表面和中心部位的温度梯度小和减小热应力和组织应力,从而导致裂纹的产生,应缓慢升温,并分几段预热保温,然后逐渐升温到加热温度,对于中、高合金模具钢的冷锭一般不要高于600℃装炉。 3)终锻温度在锻造过程中,在确保模具钢不出现裂纹的情况下,应尽量用较低的终锻温度,会获得更细小的晶粒。其次,对于某些莱氏体钢,在锻造时避免终锻温度过低,而产生角裂和边裂。 4)变形工艺对于模具钢的变形可以使用多种变形方式,冶金厂一般以拔长为主,对于大断面的材或模块,为了保证质量,有事采用镦拔,即镦粗与拔长相结合,这是增加锻造比的主要方式。在变形过程中,应注意变形量的控制。用精锻机生产开胚时,尤其要注意变形道次和每道次的变形量的设计和钢锭(钢胚)的加热温度的控制,以免发生孔洞缺陷,因为精锻机锤击力小且高频锻打,这对变形抗力大的难变形钢种十分有利,但由此造成钢材的便面变形,从而易形成孔洞。 5)钢胚的冷却中山华氏抚顺特钢表示模具钢的大多数钢锻后或轧后要求缓冷或红松退火,在缓冷坑中缓冷时,注意入坑的温度和缓冷坑的保温性能,一般钢种在锻后入坑,保温时间不要低于48h。
2. 如何改善冲压模具热处理变形和开裂
影响冲压模具热处理变形与开裂的原因复杂多样,主要涉及原始组织、钢材化学成分、零件结构形状、截面尺寸、热处理工艺等因素。开裂通常是可预防的,而热处理变形则难以完全避免。截面尺寸差异、冲压模具零件的结构形状,在热处理过程中,由于加热与冷却速率的不同,导致热应力、组织应力及相变体积变化,使零件尺寸与形状发生偏差,甚至开裂。
针对这些问题,可采取预备热处理措施。对于共析钢冲压模具锻件,先进行正火处理,再进行球化退火,消除锻件内网状二次渗碳体,细化晶粒,消除内应力,为后续热处理作准备。冲压凹模零件淬火前,需进行低温回火,以减少变形和开裂倾向。复杂且精度要求高的凹模,在粗加工后精加工前,应先调质处理,减少变形,避免开裂。
优化淬火、回火处理工艺同样重要。模具零件从冷却剂取出后,应尽快回火,避免低温回火脆性和高温回火脆性。对精度要求高的模具零件,采用多次回火,以消除内应力,减小变形,避免开裂。防护措施包括捆包、填充、堵塞等方法,使零件形状与截面对称,内应力均衡。
淬火加热温度过高,会导致奥氏体晶粒粗大,氧化、脱碳现象增加,变形与开裂倾向增大。加热温度偏低则会使内孔收缩,孔径尺寸减小。因此,应选用加热温度规范的上限值。对于合金钢,加热温度偏高会引起内孔膨胀,孔径增大,应选用加热温度的下限值。
对于小型冲压凸凹模或细长圆柱形零件,预热至520-580℃后,放入中温盐浴炉加热,可减少变形,控制开裂倾向。正确加热方式为先预热,再升至淬火温度。加热过程中,缩短高温段时间,减少淬火变形,避免小裂纹产生。
选择合适的冷却剂是关键。对于合金钢,硝酸钾和亚硝酸钠热浴的等温淬火或分级淬火,适用于形状复杂、尺寸精确的冲压模。多孔模具零件等温淬火时间不宜过长,否则孔径或孔距会增大。利用油中冷却收缩、硝酸盐中冷却膨胀的特征,合理应用双介质淬火,可减小零件变形。
对于线切割加工的冲压模零件,应在线切割前采用分级淬火和多次回火,提高淬透性,使内应力分布均匀,减小变形和开裂倾向。合理选择冷却剂和冷却方式,零件从加热炉取出后,先在空气中适当预冷,再放入冷却剂中淬火,旋转零件,使各部位均匀冷却,减少变形和开裂。
3. 如何避免压铸模具钢材的过热,过烧,从而提高和改进
过热是压铸模具钢材在稍低于过烧温度的高温下长期保温,晶粒过分长大的现象。过热使金属在锻造时塑性下降,降低了压铸模具钢材的力学性能。对于未锻造或轧制的过热压铸模具钢材,为了改善过热造成的粗晶组织,一般可采用冷却后重新加热重结晶后锻造或轧制的方法来解决。若锻后可通过热处理的方法来细化晶粒。
过烧是由于加热温度过高,致使压铸模具钢材中熔点较低的组成物熔化而导致不可挽回的缺陷。一般钢锭具有很薄很致密细小的等轴晶保护层,在加热过程中可以防止氧化性炉气浸入钢锭内部。而钢锭在冷却过程中形成的晶间裂纹可穿过致密的表面结晶层和大气相沟通,具有这种晶间裂纹的钢锭是最容易过烧的,这种裂纹就是炉气向钢锭内侵入的通道。渗入晶粒边界的氧化性气体,使晶间的氧化物变脆。预先剥皮的钢锭在加热时就要特别注意,因为剥皮时把所有可防止裂纹与炉气相通的很致密的表面结晶层去掉了,所以就有可能暴露大量的裂纹缺陷,晶间裂纹的存在不仅使氧化性炉气容易向钢锭内渗入,而且也造成了过热时促使易熔晶间物质渗出的条件,晶间空隙的产生又引起新的通道的形成,炉气便沿该通道进入钢锭内部,因此在加热时应更加注意。
过烧现象一般都是从表面且沿晶界开始的,并向钢锭的内部发展,在开始形成不大的空隙-空穴,其后进一步扩大,若晶间空隙的表面氧化过程得到充分发展,则由于失掉晶间联系而使钢锭在锻造或轧制时碎裂。
为了使钢锭或钢坯在热加工过程中防止过热或过烧,应根据压铸模具钢材的化学成分和尺寸制定正确合理的加热规范,并严格执行。选择合理的炉型并采用微机控制是提高加热质量的重要的保证。尽量减少炉内的过剩空气量,高温下应调节成弱氧化性气氛;在火焰炉内加热时,钢料应离开烧嘴一定的距离,避免钢料与火焰直接接触,以防钢料局部过热和过烧,如因锻压设备发生故障而长时间停锻时必须降低炉温和采取其他措施。
4. 模具预热的作用与预热的几种方法
为了保护模具,提高模具使用效率,尽可能地将模具工作状态保持在一定温度范围是非常必要的。如果模具不预热,一方面,由于模具温度低,很容易造成成型困难、粘膜、铸件裂纹等缺陷,另一方面,由于模具温度变化太大,冷热应力很大,很容易造成模具损坏,严重的情况下,可能造成模具炸裂。所以,模具使用前的预热非常重要。
根据预热的加热方法不同,可以分为电加热、天然(煤)气加热、模温机(油)加热。
1)电加热:主要靠发热管加热,具有清洁、使用方便的特点,缺点是热辐射距离小。压铸模具一般不采用。
2)模温机(油)加热:加热均匀,温度调节采用智能控制,控温精度高,可满足高工艺标准的严格要求。运行控制及安全监测装置齐全完备,升温过程全自动控制,操作简捷,安装方便。闭路循环供热,热量损失小,节能效果显著,无环境污染,使用范围广。缺点是加热靠热传递,升温较慢。
3)天然(煤)气加热:目前广泛使用的一种方式。适用于不同模具形状。加热器由管子制成,有很多小孔,喷出气体,火力大小可以调节气阀来实现。清洁无污染,可局部加热。缺点是靠人控制,不注意容易烧坏模具。
5. 风电叶片模具成型如何控温
风电叶片模具加热温度控制的精度对于叶片的质量和生产效率都有较大影响。目前使用较多的模具温度控制方法有电加热和水循环加热系统
传统电加热方法:
1.一方面温度传感器测量的误差,另-方面电加热比较集中,温度不均匀
2.如果温度控制出现异常,极易导致风电叶片产品不合格、叶片报废、风电叶片模具玻璃钢内结构烧糊碳化,严重时造成风电叶片模具着火等事故。
3.电热丝加温的弊端在于模具加热不均匀如果电热丝烧了很难检查出那组电加热丝烧了,会很大程度上影响生产进度。
水温机控温方法:
1.采用水循环温度控制系统的风电叶片模具,可以将这种误差降到最低。
2.通过水循环加热,型腔温度与目标温度保持在0.5℃以内,由于是间接传热,系统的超调量很小。
3.采用PLC触摸屏控制系统,能实时显示加热冷却系统动态流程图,用于设备温度、时间等技术参数的显示和调节。
6. 模具钢热处理出现淬裂的原因及预防措施有哪些
常见原因:
1、脱碳,一般由空气炉无保护加热、机加余量小,锻造或预备热处理残留脱碳层等因素造成。
2、冷却不当也是造成模具钢材热处理出现淬裂常见原因,它主要是冷却剂选择不当或过冷造成的。
3、过热或过烧,这类情况的出现一般是因为炉温不均、控温不准或跑温、工艺设置温度过高等因素造成的。
4、模具钢材组织不良,这主要是因为碳化物偏析严重,锻造质量差或者是预备热处理方法不当等原因导致的。
预防措施:
1、防止模具钢材热处理时出现过热。主要包括有检修、校对控温系统,修正工艺温度,在工件与炉底板间加垫铁等。
2、为了解决冷却不当的问题,应当掌握淬火介质冷却特性或回火处理。
3、为防止模具钢材出现脱碳,可通过控制气氛加热,盐浴加热,真空炉、箱式炉采用装箱保护或使用防氧化涂料等措施。
4、当模具钢材组织不良的情况是地,必须采用正确的锻造工艺和合理的预备热处理制度。