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冷冲模材料的变形、开裂分析与措施
发布人:上海艾荔艾金属材料有限公司
更新时间:2013-06-13
冷作模具钢侧重硬度、耐磨性。含碳量高,合金元素以增加淬透性,提高耐磨性为主。常见的有Cr12、Cr12MoV等。但生产中常因为于热处理不当或后续加工附加应力,冲压产生会出现一些质量缺陷,导致模具寿命缩短。具体:
1、材料淬透性差
原因:由于坯料比较厚,其表层和中心的冷却速度不同,淬火后表面先发生马氏体转变,因其体积膨胀对心部未转变的奥氏体产生拉应力,其本身则受到心部的限制而产生压应力。由于内外组织结构不同,使得坯料表层为压应力,中心部分为拉应力。加工冲压时,残余应力偏聚,容易产生裂纹。
措施:淬火前采用机加工排废料,单面留加工余量。淬火后,线切割时工具电极铜丝一直在淬硬层中切割,应力破坏较小,加工精度容易保证,模具寿命得到提高。
2、材料淬火热应力大
原因:由于零件外形尺寸较大,在淬火冷却过程中,零件内部的温度梯度相差较大,导致零件表层呈拉应力、心部呈压应力状态。当线切割加工时,加工应力和热应力共同作用,就会出现变形。
措施:原因是淬火冷却时温度梯度大,故要改善淬火冷却条件。淬火时将零件加热到840℃从炉内取出放入淬火油之前,在空气中预冷2min,并在180℃下回火2次以上。
3、材料内部碳化物偏析
原因:由于是高碳高铬钢,其淬火后的组织是合金马氏体和大量高硬度、高耐磨性的碳化物,虽有较高的硬度和耐磨性,但其碳化物尺寸较大、偏析较严重,导致变形的方向性和强韧性降低。
措施:模具毛坯充分锻造,碳化物偏析在3级以下,锻造余热球化退火,按此方法,模具寿命得到显著提高。
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