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模具硬度五大方面缺陷及预防措施

模具的使用现在非常广泛,为了提高模具制造工艺性能,通常为模具进行热处理工艺,其热处理模具时常见的缺陷有:淬裂、变形超差、硬度不足、电加工开裂、磨削裂纹、模具的早期破坏等。可见模具硬度不足是常见的缺陷类型之一。


那模具不足缺陷原因以及预防措施都有哪些?

主要有以下五大方面:


1、淬火温度过低,主要是由于工艺设置温度不当、控温系统误差、装炉或进入冷却槽方法不当等原因造成,应该修正工艺温度,检修校核控温系统,装炉时,工件间隔合理摆放均匀,分散入槽,禁止堆积或成捆入槽冷却。


2、淬火温度过高,这是由工艺设置温度不当或控温系统误差造成,应当修正工艺温度,检修校核控温系统光电牙轴。


3、过回火,这是由回火温度设置过高、控温系统故障误差或炉温过高时入炉造成,应当修正工艺温度,检修校核控温系统,不高于设置炉温装入。


4、冷却不当,原因是预冷时间过长,冷却介质选择不当,淬火介质温度渐高而冷却性能下降,搅拌不良或出槽温度过高等,措施:出炉、入槽等要快;掌握淬火介质冷却特性;油温60~80℃,水温30℃以下,当淬火量大而使冷却介质升温时,应添加冷却淬火介质或改用其它冷却槽冷却;加强冷却剂的搅拌;在Ms+50℃时取出螺纹研磨镶件。


5、脱碳,这是由原材料残留脱碳层或淬火加热时造成,预防措施为可控气氛加热,盐浴加热,真空炉、箱式炉采用装箱保护或使用防氧化涂料;机加工余量加大2~3mm。

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模具硬度不足、硬度不均的原因及对策分析

模具热处理硬度是非常重要的力学性能指标,硬度不合格是十分严重的缺陷。模具热处理后硬度不足或硬度不均将使模具耐磨性及疲劳强度等性能降低,导致模具早起失效,严重降低模具的使用寿命。


一. 产生原因


1. 模具截面大,钢材淬透性差,如大型模具选用了淬透性低的钢种。


2. 模具钢原始组织中碳化物偏析严重或组织粗大,钢中存在石墨碳和碳化物偏析、聚集。


3. 模具锻造工艺不正确,锻造后未进行很好的球化退火,使模具钢球化组织不良。


4. 模具表面未除净退火或淬火加热时产生的脱碳层。


5. 模具淬火温度过高,淬火后残留奥氏体量过多;或淬火温度过低,加热保温时间不足,使模具钢的相变不完全。


6. 模具淬火加热后冷却速度过慢,分级与等温温度过高或时间过长,淬火冷却介质选择不当。


7. 碱浴水分过少,或淬火冷却介质中含杂质过多,或淬火冷却介质老化。


8. 模具淬火冷却后出淬火冷却介质时温度过高,冷却不足。


9. 回火不充分及回火温度过高等。


二. 对策


1. 正确选用模具钢种,大型模具应选用淬透性高的高合金模具钢。


2. 加强原材料检查,确保原材料符合标准。对不良原材料钢材进行合理的锻造并进行球化退火处理,确保获得良好的组织。碳素工具钢不易多次退火,以防石墨化。


严格执行锻造工艺和球化退火工艺,保证有良好的预备热处理组织。


4. 热处理前应彻底清除模具表面的锈斑和氧化皮,并注意加热时的保护,尽量采用真空加热淬火或保护气氛加热淬火,盐浴加热时应进行良好的脱氧处理。


5. 正确制订模具淬火加热工艺参数,确保相变充分,以大于临界冷却速度的冷却速度进行快速冷却,以获得合格的金相组织。


6. 正确选用淬火冷却介质和冷却方式,严格控制分级与等温温度和时间。


7. 要严格控制碱浴水分含量,对长期使用的淬火冷却介质要经常进行过滤及定期更换,并保持清洁,定期检测其淬火冷却特性曲线。


8. 对尺寸大的模具,适当延长浸入淬火冷却介质的时间,防止模具出淬火冷却介质的温度过高。


9. 模具淬火后应及时、充分回火,并防止回火温度过高。


10. 对硬度要求高的模具可采用深冷处理(如-110~-196℃)。


11. 进行表面强化处理。

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