提高壓鑄模具壽命的途徑(請教熱鍛模具也可以加預應力套的嗎?)
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提高壓鑄模具壽命的途徑
模具毛坯進行鍛造有兩種目的:首先是碳化物均勻分布,加熱時阻礙奧氏體晶粒的長大,降低鋼對過熱的敏感性。
由于均勻分布的碳化物硬度極高,顯著地提高了鋼的耐磨性和抗咬合能力,也增強了鋼的塑性變形抗力。
其次是形成合理的流線分布,使材料在力學性能上以及淬火變形的趨向方面,不會出現明顯的差別。
如在采用合理的茲造手段以后,能夠達到上述予期的目的。
其主要的特點是在鍛造時變形均勻,容易鍛透,使碳化物細碎,全面改善了組織。
所要注意的是,通常高合金模具鋼的導熱性較差,塑性低,變形抗力大,鍛造溫度范圍狹窄。
如在鍛造時加熱不足,鍛件易碎斷或產生內裂紋,冷卻不當時,則在鍛件中有網狀碳化物或冷裂紋的危險。
為此,在加熱規范中,要求特別重視的是始鍛溫度及終鍛溫度。
控制始鍛溫度,主要是為了取得最佳的塑性和獲得最小的變形抗力。
控制終鍛溫度的上限,是使晶粒不致長大或析出網狀碳化物等缺陷;而控制了下限,是為了防止降低塑性,引起鍛造裂紋或產生過大的內應力。
對于3Cr2W8V鋼,在加熱溫度為113011600C時,始鍛于108011200C,終鍛于900-8500C,則較為理想。
在冷卻規范中,既要防止在Ar或Arm以上,由于冷卻速度慢而析出網狀碳化物,又要防止冷卻速度過快,由于內應力過大,而有形成冷裂紋的危險。
此外,對于3Cr2W8V含鎢熱模鋼,為了使鍛坯的組織均勻,降低硬度,便于切削加工,則要求退火。
在退火工藝上,值得研究的是,如采用Aci以上的持續退火工藝是不足取的,這樣有可能形“成穩定的WC及WZC型的碳化物,降低了鋼的淬硬性及淬透性。
如采用高溫退火的軟化處理,不僅能得到細小的珠光體,而且帶來了操作簡便,周期縮短,不易氧化脫碳等優點。
加熱到Aci,(8500C),在750一7800C燒透,保溫1012小時,保溫終了后隨爐溫到6000C后空冷。
模具型面在高速金屬流的沖刷下,產生熱沖蝕。
凡是出現沖蝕的部位,都會使鑄件的尺寸精度和表面光潔度有所下降,甚至于使該處與鑄件咬合,影響順利出模。
為此,控制溫度參數,其中包括合金溫度的掌握以及控制模具始終處于熱平衡狀態,至關重要。
此外合金中的氣體問題,在壓鑄這樣一個高速、高壓充型特定的環境下,隨著金屬液流的噴濺而產生爆裂,出現了對模具的氣蝕問題,在型面上留下麻點,在這方面應予以重視。
為此對合金進行精煉除氣,一方面乃是出于凈化合金液的需要,而在避免產生氣蝕作用,防止模面上形成麻點也是有益的。
此外,合金中含鐵量的控制,對于防止粘模至關重要。
但根據Al-Fe相圖可知,鋁在600℃左右,容易溶入鐵中形成固溶體,容易粘附于模面上,使鑄件的表面質量下降。
嚴重時,在模面形成脆性的鐵鋁化合物,成為裂紋源。
在這個問題上,除了涂料能起到一部分作用外,合金中合適的含鐵量的控制,值得注意。
過高的含鐵量可用鋁來調整,與鋁的比例可按10:2來處理,過低的含鐵量,要采用增鐵的措施來解決。
作為壓鑄模具的材料必須具有較高的熱強性和回火穩定性,這樣才有可能獲得高的熱疲勞抗力和耐磨性。
作為鋁合金壓鑄用的模具材料,當前比較適用的仍是屬于國內最為普遍采用的鎢系高熱強模具鋼3Cr2W8V鋼。
其鍛造性能好,在機械加工性能及熱處理工藝性能上也較佳。
對于3Cr2W8V鋼,由于熱處理工藝不當,在壽命問題上常常會出現大起大落的現象。
其中以淬火與回火的工藝,尤其要求嚴格掌握,直接影響到模具熱疲勞抗力,熱強性和回火抗力。
目前大部分工廠對壓鑄模所取的淬火溫度為1050-1100℃,進一步提高淬火溫度的呼聲很高,但是也其有利弊。
眾所周知,隨著淬火溫度的提高,其有利方面如下:。
1)更多的碳化物溶入奧氏體,將使淬火后的馬氏體具有較高的回火穩定性,熱強度,耐磨性和耐疲勞性能也均相應地提高;。
2)一定程度上減少碳化物帶狀偏析,減輕了剩余碳化物對基體的切割作用。
也改善了材料性能上的方向性,并使剩余碳化物變得更少、小、勻和圓態,提高強韌性。
3)使板條馬氏體數量增加,提高強韌性,降低裂紋的擴展速度。
如奧氏體化溫度為10500C時,晶粒度等級9^-10級,奧氏體化溫度為11500C時,晶粒度等級為2飛級。
權衡利弊,個人認為,對壓鑄模來說,其主要失效形式是熱疲勞和熱沖蝕,因此高溫強度,硬度和回火抗力比韌性更為重要,提高淬火溫度將可進一步發揮3Cr2W8V鋼作為壓鑄模材料的潛力,至于模具的變形和氧化脫碳,可通過相應的措施予以解決。
例如在淬火加熱時采用兩次予熱,其中第二次予熱溫度取850^-870℃,略低于最后淬火溫度,其目的是減少模具到溫的時間差,縮短高溫保溫時間,以減輕由于高溫加熱而帶來的弊端;又如采用二次分級淬火或等溫淬火,則可減少變形:其他如加強鹽浴脫氧或在有保護性氣氛的箱式爐中加熱,可避免氧化脫碳等。
由于3Cr2W8V鋼的成分在允許范圍內有波動,理論上應有其最佳淬火溫度。
當采用較高淬火溫度時,其最好的含碳量在規定含量的下限;而其含鎢量在規定含量的上限,這樣可使淬火后仍能獲得較細的晶粒。
回火溫度的選擇:通常認為回火到硬度HRC47-48有最好的抗熱疲勞性,但該回火溫度必須高于模具使用溫度30^-500C,否則在使用過程中會再次出現回火現象。
淬火溫度愈高,回火溫度也應相應地提高,才能發揮提高淬火溫度的效果。
如淬火溫度為105010750C時,回火溫度為560-6000C;淬火溫度為1100、1150℃時,回火溫度應取6006500C。
回火次數對于鋁合金模具為兩次到三次,對于銅合金模具則為三次,以消除殘留奧氏體,避免在使用過程中由于殘留奧氏體轉變為馬氏體而引起內應力,嚴重地影響模具的壽命。
壓鑄模在服役期間進行去應力回火處理,使熱疲勞裂紋在尚未出現的孕育期內產生應力松弛,成為提高壽命的一項有效的措施。
去應力的回火溫度取原來的回火溫度低3050℃,回火間隔與鑄件材料,模具材料及鑄件的重量有關,一般應選擇在沒有出現裂紋之前進行。
對于重量為100克的鋁合金壓鑄件,模具在使用25000次以后,就應進行去應力回火;重量為100500克,為10000次;大于500克為5000次。
對于同樣重量的銅合金鑄件,其間隔分別為3000次,2000次和1000次。
請教熱鍛模具也可以加預應力套的嗎?
最近又了解到一些,但都是代號,之前也沒聽過更沒用過,像GR,HM3,有用過這些材料的嗎,效果怎么樣啊。
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鈑金折彎就是將金屬板材通過壓力設備和特制的模具,把平面的板料變為立體的加工過程稱為折彎。
由于不同材質、厚度、長度、寬度的板材和所須成形的不同形狀和角度,所以就有不同噸位和大小壓力設備的折彎機,配以不同高度、形狀、V幅大小的上下模以其。
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