熱處理對模具失效的影響及對策.doc

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1、熱處理對模具失效的影響及對策材料工程系朱三武摘要模具作為昂貴的機械加工裝備，如何減少損耗，延長其使用壽命，成為技術人員普遍面臨的課題。本文就熱處理對模具的影響提出一些個人看法，僅供大家參考。關鍵詞模具失效熱處理一、模具失效的形式、原因及對策失效形式特征原因對策斷裂1、多產生在刃口及工作面處；2、截面變化應力集中（斷口平齊，晶粒色異）。1、設計不合理；2、模具及沖床調整不當；3、操作不慎；4、熱處理原因。1、改進設計，防止應力集中；2、調整沖床及模具，嚴守工藝；3、改進熱處理工藝。磨損1、刃口變鈍或出現(xiàn)弧狀；2、工作面凸凹不平或拉傷；3、刃口硬度下降；4、工作尺寸變小超差。1、熱處理淬火、回

2、火不當；2、磨削工藝問題過熱；3、表面滲層原因。1、精化熱處理工藝；2、合理磨削3、正確選用化學熱處理工藝掉塊1、刃口磨損，掉塊2、零件損壞或嚴重毛刺拉傷1、操作不當2、模具間隙調整原因3、硬度不當1、正確操作2、調整模具、沖床3、改正熱處理工藝變形1、零件超差，未達圖紙要求2、模具間隙明顯變化3、影響正常沖壓、啃刃口1、模具選材不當2、熱處理及回火問題3、磨削及沖壓應力所致1、合理用材2、改進熱處理工藝3、充分回火去應力處理4、磨穴后及服役中補充回火其它1、型腔及工作面粗糙度上升2表面斑點、麻面等3、表面疲勞龜裂4、嚴重氧化1、模具選材不當2、化學處理問題3、熱處理工藝問題4、使用不當1

3、改進模具用才2、正確化學熱處理3、改進熱處理工藝4、嚴格操作工藝、正確用模二、熱處理對模具失效的影響因素由于模具是在極其惡劣的條件下服役，故模具要有足夠的強度、韌性、抗摩擦性及咬合性能等。而上述性能的獲得除與原材料、工作狀況有關外，更重要的是通過熱處理工藝改變金屬組織及含量、結構、最大限度地提高模具的綜合性能。而熱處理又是依加熱----保溫---冷卻三大隱蔽過程完成的。故影響質量的因素復雜。1預處理即模具毛胚的退火，調質及應力處理等。其目的在于消除金屬殘存的組織缺陷、應力等，4/4形成有利于熱處理及淬火的良好條件。該工藝溫度、時間、及冷卻工藝的正確與否，都對模具失效及質量做出反應。例：T8

4、A鋼制沖頭經碳化物微細化預處理后再加低溫淬火+回火，可以減少沖頭崩裂，使模具提高壽命10倍。Cr12MoV鋼冷沖模經高溫奧氏體化退火+等溫退火的預處理后，不但細化晶粒，消除碳化物不均勻性，并使模具服役壽命提高1倍。9SiCr鋼滾絲模按常規(guī)處理，其晶粒度為8—9級，后經超細化預熱處理可以達13~14級，抗彎強度及斷裂強度分別提高30%和40%?？捎行У胤乐乖缙谑?，壽命可提高1倍。2、淬火由于加熱溫度較高，稍有不慎，即會發(fā)現(xiàn)晶粒粗大、氧化脫碳、強度、鋼性不佳等。淬火中的快速冷卻會形成應力隱患，導致模具在服役中早期失效。例：4Cr5MoSiV鋼制鋁合金壓鑄模，在使用2000余次時發(fā)生疲勞開裂，

5、經檢測發(fā)現(xiàn)模具表面強度為HRC40~44。心部為HRC43~44，且裂紋處有0.1mm的貧碳區(qū)，呈粗針馬氏體，故判為淬火溫度過高，保護不良，表面脫碳所為。反之，淬火溫度過低，易出現(xiàn)網(wǎng)狀鐵素體，形成沿鐵素體的脆性斷裂，如鉻鋼沖頭在服役中斷裂，鏡分析呈馬氏+鐵素體組織，即加熱不足所為。3.回火回火在于消除因力，獲得合理的硬度，均勻而正確的金相組織，而應力消除程度又與溫度、時間成正比關系。見圖1：下圖2所示拉深零件，由于工作條件惡劣。圖1回火溫度與應力關系圖2材料Q235A原為Cr12MoV鋼經淬火+回火常規(guī)熱處理，溫度要求HRC57，僅能拉深1000件即早期失效，后改為T10A鋼采用淬火+中溫

6、回火后硬度為HRC55。平均壽命達4000件，而后又改為380~400℃回火，使其硬度在HRC48，則壽命可達6000~8000件。而Cr12MoV鋼制沖頭，沖厚2.5mm的鋼板，常規(guī)淬火+210℃回火硬度降至HRC58~62，壽命僅有1000件，后采用中溫410℃回火，硬度降至HRC57~59。不但克服了模具的早期失效，且沖件達到10000件，壽命提高10倍。由此可見，回火溫度和所獲硬度對壽命有巨大影響，而且對應力的消除程度、變形等作出反映。4。軟點淬火加熱中，因溫度不均勻、保護不良、嚴重氧化或冷卻介質中的污染等，均可造成硬度不均，而使模具強度受損，在模具使用中將出現(xiàn)塌角、變形、掉塊等弊

7、病，這對冷鐓模、剪切模和中模尤為重要。5。硬化層磨損失效除與模具硬度過低，或淬硬層過淺有關外，還與化學熱處理硬化層有關，若熱處理4/4工藝不當，尤其是淬火溫度、時間以及冷卻介質能力和鋼材選擇等因素，均可影響淬硬度層導致刃口發(fā)鈍、抗壓強度下降、局部塌陷、變形等早期失效。模具在滲碳、滲氮、滲硼、碳氮共滲化學熱處理中由于工藝或配方不適，操作不當也會出現(xiàn)滲層、硬化層不均或過淺等弊端，出現(xiàn)刃口不鋒利、咬合、啃刃口、粘模、塌陷、氧化