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冷沖模材料的變形、開裂分析與措施

君略研究報告網  2013-06-13  瀏覽:3317


  冷作模具鋼側重硬度、耐磨性。含碳量高,合金元素以增加淬透性,提高耐磨性為主。常見的有Cr12、Cr12MoV等。但生產中常因為于熱處理不當或后續加工附加應力,沖壓產生會出現一些質量缺陷,導致模具壽命縮短。具體:

 

  1、材料淬透性差

 

  原因:由于坯料比較厚,其表層和中心的冷卻速度不同,淬火后表面先發生馬氏體轉變,因其體積膨脹對心部未轉變的奧氏體產生拉應力,其本身則受到心部的限制而產生壓應力。由于內外組織結構不同,使得坯料表層為壓應力,中心部分為拉應力。加工沖壓時,殘余應力偏聚,容易產生裂紋。

 

  措施:淬火前采用機加工排廢料,單面留加工余量。淬火后,線切割時工具電極銅絲一直在淬硬層中切割,應力破壞較小,加工精度容易保證,模具壽命得到提高。

 

  2、材料淬火熱應力大

 

  原因:由于零件外形尺寸較大,在淬火冷卻過程中,零件內部的溫度梯度相差較大,導致零件表層呈拉應力、心部呈壓應力狀態。當線切割加工時,加工應力和熱應力共同作用,就會出現變形。

 

  措施:原因是淬火冷卻時溫度梯度大,故要改善淬火冷卻條件。淬火時將零件加熱到840℃從爐內取出放入淬火油之前,在空氣中預冷2min,并在180℃下回火2次以上。

 

  3、材料內部碳化物偏析

 

  原因:由于是高碳高鉻鋼,其淬火后的組織是合金馬氏體和大量高硬度、高耐磨性的碳化物,雖有較高的硬度和耐磨性,但其碳化物尺寸較大、偏析較嚴重,導致變形的方向性和強韌性降低。

 

  措施:模具毛坯充分鍛造,碳化物偏析在3級以下,鍛造余熱球化退火,按此方法,模具壽命得到顯著提高。

 

君略研究報告網研究成果《汽車冷沖模項目可行性研究報告


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