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模具的熱處理工藝

發布者:雄達鑄業 發布日期:2022/03/26

從模具失效分析得知,45%的模具失效是由于熱處理不當造成的。模具的磨損、粘結均發生在表面,疲勞斷裂也往往從表面開始。因此,模具表面的加工質量對提高模具壽命是非常重要的。但實際上由于加工痕跡的存在,熱處理時表面氧化脫碳在所難免。因而,模具的表面性能反而比基體差。采用熱處理是提高模具性能的經濟而的重要措施。模具熱處理工藝包括基體強韌化和表面處理。

1、模具零件基體的強韌化處理

基體的強韌化在于增強基體的強度和韌性,減少斷裂和變形。對普通冷作模具鋼,采用低溫淬火與低溫回火處理,可收到增強韌性、減少脆性與折斷的良好效果?;w的強韌化,還可采用形變熱處理。形變熱處理是把鋼的與相變結合起來的一種強韌化工藝。形變熱處理的強韌化本質在于獲得細小的奧氏體晶粒、細化馬氏體增加了馬氏體中的位錯密度并形成胞狀亞結構,同時碳化物的彌散硬化作用。

2、模具的表面處理

表面的主要目的是增強模具表面的、耐疲勞性和抗沖擊性能。模具表面處理工藝一般有表面涂覆處理、化學熱處理和表面加工處理3種方法。

(1)表面涂覆處理提高沖壓模具壽命。表面涂覆處理是通過物理覆蓋、沉積等,在工件表面覆蓋一層與基體不同的金屬化合物??梢蕴岣吣>叩挠捕?、和耐蝕性。應用廣泛的主要有電鍍技術、鍍膜技術等。電鍍技術常用的有電鍍鉻和復合電鍍。

電鍍鉻是在各種基體材料上鍍較厚的鉻層,鍍層厚度一般在20pm以上。由于鍍層較厚,能發揮鍍鉻層硬度高、的特點,沒有穿透腐蝕的問題。該方法既可以提高模具表面的同時也可以降低模具表面的粗糙度,對提高模具的壽命是很顯著的。

復合電鍍中常用的是減摩復合電鍍。如果冷擠壓模具的工作表面、拉深凹模的表面有良好的潤滑層,對制品的成形、表面質量的提高以及模具壽命的提高是不言而喻的。

(2)化學熱處理提高沖壓模具壽命?;瘜W熱處理是將模具零件加熱到溫度與介質起化學作用,在零件表面按需要滲人量的其他元素,形成一層與基體不同的非金屬或化合物層,從而改變表層的化學成分、組織和性能。

(3)表面加工處理提高沖壓模具壽命。表面加工處理是通過改變金屬的表層組織結構來表面,從而提高沖壓模具的使用壽命。表面加工處理由于時間短、,在使模具表面層組織發生變化、提高、獲得與心部不同組織和性能的同時,表面氧化、脫碳極微。這對工件形狀和表面粗糙度的維持是非常有利的。表面加工處理的方法很多,   常用的方法有火焰表面加熱淬火、噴丸表面和電火花表面等,這些方法設備簡單,操作方便,如下面所述。

1)火焰表面加熱淬火。通過噴嘴將火焰(通常用氧一乙炔)噴射到工件表面,將工件加熱到淬火溫度,然后在規定的冷卻介質中冷卻到室溫的熱處理工藝。該方法設備簡單、操作方便,適合于大型模具零件和小批量、多品種模具零件的處理。在使用火焰表面加熱淬火處理工件時應注意防止過熱,避免氧化和晶粒粗大化。往往在淬火后采用180-200℃進行回火。大型零件采用火焰局部加熱或自回火。

2)噴丸表面。利用大量鋼丸(鋼丸的直徑一般為0.3-1.7mm)高速打擊已經成形并熱處理后的模具零件表面,由于l員1形鋼丸的高速反復錘擊,使工件表面產生冷硬層和殘余壓應力,同時削平了沖模零件的加工刀痕,了磨削加工和電加工的表面粗糙度(約0.5一1級)。通過噴丸表面,可以顯著提高模具表層的疲勞強度、減少模具表面缺陷,提高模具壽命。如用Cr12制作的洗衣機定轉子落料沖裁模,未經噴丸處理,模具刃磨的壽命是1.2-3.2萬次,經噴丸處理后,刃磨壽命可以超過11萬次。

3)電火花表面。利用工具電極與工件間在氣體中產生的火花放電作用,把作為電極的導電材料融進工件表層,形成合金化的表面層。該方法因電極材料的沉積發生有規律的較小的長大,除此之外,模具沒有其他變形,其心部的組織和性能也不發生變化。電火花表面主要包括速淬火、滲碳、滲氮、電極材料的轉移等。電火花速淬火時,火花放電在模具表面的面積上產生高溫,使該處的金屬熔化和部分汽化,當火花放電在極短的時間內停止后,被加熱了的金屬會以很快的速度冷卻下來。這相當于對模具表面層進行了超速淬火,但被加工零件的心部結構組織并沒有發生變化。


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