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      精密模具熱處理變形原因及預防方法


       據了解,模具是零件成形過程的重要工藝裝備,是汽車、摩托車、電機電器、產品、辦公自動化設備、輕工制品、醫療器械等制造業的重要基礎裝備。由于用模具成形的產品精度高、一致性好、外形美觀,因此越來越多地用于飛機、船舶和高速列車等設備的結構和內飾件制造中。加之生產過程可實現高效、大批量并節材、節能,所以模具也常被人們譽為“現代工業生產之母”。模具技術水平已經成為衡量一個國家制造業水平的重要標志,也是保持這些國家的產品在國際市場上優勢的核心競爭力。尤其是精密模具,代表著工業經濟發展的最高水平之一。
        精密模具熱處理變形原因及預防方法:就精密復雜模具變形狀況、變形原因的作一研究,來探討減少和控制精密復雜模具變形的措施,以提高模具產品的質量和使用壽命。
        一、模具材料的影響:
        1、模具的選材:某機械廠從選材和熱處理簡便考慮,選擇T10A鋼制造截面尺寸相差懸殊、要求淬火后變形較小的較復雜模具,硬度要求56-60HRC。熱處理后模具硬度符合技術要求,但模具變形較大,無法使用,造成模具報廢。后來該廠采用微變形鋼Cr12鋼制造,模具熱處理后硬度和變形量都符合要求。預防措施:因此制造精密復雜、要求變形較小的模具,要盡量選用微變形鋼,如空淬鋼等。
        2.模具材質的影響:某廠送來一批Cr12MoV鋼較復雜模具,模具都帶有¢60mm圓孔,模具熱處理后,部分模具圓孔出現橢圓,造成模具報廢。一般來說Cr12MoV鋼是微變形鋼,不應該出現較大變形。我們對變形嚴重的模具進行金相分析發現,模具鋼中含有大量共晶碳化物,且呈帶狀和塊狀分布。(1)模具橢圓(變形)產生的原因:這是因為模具鋼中呈一定方向分布的不均勻碳化物的存在,碳化物的膨脹系數比鋼的基體組織?。常埃プ笥?,加熱時它模具內孔膨脹,冷卻時又模具內孔收縮,使模具內孔發生不均勻的變形,使模具的圓孔出現橢圓。
       ?。?)預防措施:①在制造精密復雜模具時,要盡量選擇碳化物偏析較小的模具鋼,不要圖便宜,選用小鋼廠生產的材質較差鋼材。②對存在碳化物嚴重偏析的模具鋼要進行合理鍛造,來打碎碳化物晶塊,降低碳化物不均勻分布的等級,消除性能的各向異性。③對鍛后的模具鋼要進行調質熱處理,使之獲得碳化物分布均勻、細小和彌散的索氏體組織、從而減少精密復雜模具熱處理后的變形。④對于尺寸較大或無法鍛造的模具,可采用固溶雙細化處理,使碳化物細化、分布均勻,棱角圓整化,可達到減少模具熱處理變形的目的。
        二、模具結構設計的影響:
        有些模具選材和鋼的材質都很好,往往因為模具結構設計不合理,如薄邊、尖角、溝槽、突變的臺階、厚薄懸殊等,造成模具熱處理后變形較大。
        1、變形的原因:由于模具各處厚薄不均或存在尖銳圓角,因此在淬火時引起模具各部位之間的熱應力和組織應力的不同,導致各部位體積膨脹的不同,使模具淬火后產生變形。
        2、預防措施:設計模具時,在滿足實際生產需要的情況下,應盡量減少模具厚薄懸殊,結構不對稱,在模具的厚薄交界處,盡可能采用平滑過渡等結構設計。根據模具的變形規律,預留加工余量,在淬火后不致于因為模具變形而使模具報廢。對形狀特別復雜的模具,為使淬火時冷卻均勻,可采用給合結構。
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