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防止模具斷裂失效的工藝方法

發布時間:05-29  
斷裂失效是模具最嚴重的一種失效形式。它是各種因素產生的裂紋擴展的結果,給模具制造及使用者帶來一定的經濟損失。
1模具工作零件斷裂的種類
模具工作零件的斷裂有多種形式,按斷裂性質分為脆性斷裂和塑性斷裂,按斷裂機理分為一次性斷裂和疲勞斷裂,在此以模具制造過程中出現的斷裂進行分析。
模具制造中常見的斷裂類型如表1,主要有7種形式,其中以淬火開裂為最多。根據零件的形狀、淬火加熱規范及冷卻條件、加工條件的不同,淬裂以多種形式出現,只有對淬火工藝及制件結構形狀、材質進行認真細致的分析,才能制定出合理有效的方法和對策.
2防止模具斷裂的工藝措施
2.1防止淬火裂紋的方法
(1)合理設計零件形狀。盡量采用等壁厚設計,避免橫斷面形狀突變:①不要把壁厚相差較大的部分制成一體,應采用鑲拼式結構以便每個拼塊盡量等強度;②粗大零件應盡量設計成中空結構;③必要時開設工藝孔;④輪廓轉角處避免尖角,盡可能加上較大的四角半徑R,劉工具鋼熱處理零件圓角半徑應不小于2mm。
(2)嚴格控制熱處理工藝。①應根據制件大小、形狀特點和材質制定正確的熱處理上藝規范,合理選擇加熱速度、溫度、時間;②采取完善的控溫措施,實時掌握制件的真實溫度,定期校驗溫控裝置,嚴防因熱電偶老化或放置位置不準確造成的過熱現象。
2.2防止回火裂紋的方法
回火裂紋是指:淬火鋼馬氏件組織處于膨脹狀態,在回火時首先在大約100℃時產生收縮,此時如急速加熱淬火件,則零件表面產生收縮,而內部處于膨脹狀態,導致開裂。防止這種開裂發生的措施是在零件升溫至300℃以前不要進行快速加熱。
回火急冷同樣也產生回火裂紋,這是因淬火組織中的殘余奧氏體遇急冷變成與淬火一樣的狀態,防止這種開裂的方法是從回火溫度進行空冷。
2.3防止自發裂紋的方法
由于淬火零件表層組織為殘余奧氏體,在常溫下放置,奧氏體轉變成馬氏體會產生相變膨脹而造成零件開裂。防止這種裂紋產生的措施是:零件淬火后立即進行回火。最好淬、回火之間的時間間隔不要超過3h。如當天不能回火,應將零件放在100℃的爐中或水中進行保溫,以待次日進行正規的回火處理。
2.4防止磨削裂紋的措施
磨削裂紋主要由磨削熱造成,其原因與回火裂紋一樣,是由于磨削熱將表面淬火組織進行了同火使之產生收縮而造成的開裂。開裂發生的方向一般與磨削方向成直角。其防小措施是:①在磨削淬火零件前,預先將零件進行150℃溫度的低溫回火或300℃左右的高溫回火(在磨削量較大時);②嚴格進行砂輪修整,保持磨具鋒利,嚴防砂輪堵塞以減少磨削熱;①合理選擇砂輪粒度,加工實踐證明選擇較粗粒度的砂輪可以減少裂紋產生;④選擇合適的磨削用量,用較高的砂輪速度,同時提高工件速度,經實踐證明:可以避免磨削燒傷從而減少工件開裂幾率。
2.5防止脫碳開裂的方法
產生脫碳的原因是由于加熱溫度過高或在空氣中加熱未采取適當的保護等,防止脫碳可采取真空爐加熱工件或使工件在保護氣氛中加熱井嚴格控溫,謹防過燒。熱軋圓鋼允許的脫碳層深度如表2所示。
2.6防止低溫裂紋的措施
由于淬火件的殘余應力在冷處理時會增大,從而產生低溫開裂,因此,冷處理前應增加低溫回火工序以減少裂紋的產生。
2.7防止電火花加工裂紋的措施
放電加工的瞬時高溫和速冷極易在淬火件表面形成微裂紋,其防止的辦法是采用較小的電規準進行加工(加工速度會受影響),或加工后對變質層進行必要的拋光處理。
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