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模具设计

模具早期失效重要原因

时间:2014-06-26 21:27:02  作者:  来源:  浏览:185  评论:0
    模具早期失效重要原因
    模具热处理包括锻造后的退火,粗加工以后高温回火或低温回火,精加工后的淬火与回火,电火花、线切割以后的去应力低温回火。只有冷热加工很好相互配合,才能保证良好的模具寿命。
    模具型腔大而壁薄时需要采用正常淬火温度的上限,以使残留奥氏体量增加,使模具不致胀大。快速加热法由于加热时间短,氧化脱碳倾向减少,晶粒细小,对碳素工具钢大型模具淬火变形小。对高速钢采用低淬、高回工艺比较好,淬火温度低,回火温度偏高,可大大提高韧性,尽管硬度有所降低,但对提高因折断或疲劳破坏的模具寿命极为有效。通常Cr12MoV钢淬火加热温度为1000℃,油冷,然后220℃回火。如能在这种热处理以前先行热处理一次,即加热至1100℃保温,油冷,700℃高温回火,则模具寿命能大幅度提高。我们在70年代初期对3Cr2W8V钢施行高淬、高回工艺热处理钢丝钳热锻模具也取得良好效果,寿命提高2倍多。采用低温氮碳共渗工艺,表面硬度可达1200HV,也能大大提高模具寿命。
    低温电解渗硫可降低金属变形时的摩擦力,提高抗咬粘性能。使用6W6Mo5Cr4V钢制作冷挤压凸模,经低温氮碳共渗后,使用寿命平均提高1倍以上,再经低温电解渗硫处理可以进一步提高寿命50%。模具淬火后存在很大的残留应力,它往往引起模具变形甚至开裂。为了减少残留应力,模具淬火后应趁热进行回火,回火应充分,回火不充分易产生磨前裂纹。对碳素工具钢,200℃回火1h,残留应力能消除约50%,回火2h残留应力能消除约75%~80%,而如果500~600℃回火1h,则残留应力能消除达90%。
    某厂CrWMn钢制凸模淬火后回火1h,使用不久便断裂,而当回火2.5h,使用中未发现断裂现象。这说明回火不均匀,虽然表面硬度达到要求,但工作内部组织不均匀,残留应力消除不充分,模具易早期破裂失效。
    回火后一般为空冷,在回火冷却过程中,材料内部可能会出现新的拉应力,应缓冷到100~120℃以后再出炉,或在高温回火后再加一次低温回火。表面覆层硬化技术中的PVD、CVD近年来获得较大的进展,在PVD中常用的真空蒸镀、真空溅射镀和离子镀,其中离子镀层具有附着力强、浇镀性好,沉积速度快,无公害等优点。离子镀工艺可在模具表面镀上TiC、TiN,其使用寿命可延长几倍到几十倍。离子镀是真空蒸膜与气体放电相结合的一种沉积技术。空心阴极放电法(HCD法)是先用真空泵抽真空,再向真空泵通入反应气体,并使真空度保持在10-5~10-2Pa范围内,利用低压大电流HCD电子枪使蒸发的金属或化合物离子化,从而在工作表面堆积成一层防护膜。为提高镀敷效率,一般在工件上施加负电压。
    锻模的表面处理技术国内应用不太多,这一领域大有开发的必要。整体模腔的渗碳、渗氮、渗硼、碳氮共渗以及模腔局部的喷涂、刷镀和堆焊等表面硬化支持都是很有发展前途的,突破这一领域将使我国制模技术得到很大提高。模具失效以后的焊补技术,国内90年代初期就有工厂进行研究和应用,如青海锻造厂,焊补后的锻模寿命可提高1倍。

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