1、保證毛培鍛造件的質量
模具的重要零件在機械加工前一般都需要對毛坯進行鍛造,鍛造的目的不僅是提高材料的加工性能,更重要的是改善材料的使用性能,提高模具的承載能力。正確合理的鍛造件可以達到如下效果:
(1)消除碳化物質偏析 高碳高合金模具鋼的原材料中,碳化物的分布極不均勻,常出現帶狀或網狀偏析,如不加以消除,將嚴重削弱剛的任性,使零件極易產生脆性斷裂。通過鍛造,可以是材料中的大塊碳化物破碎,并且分布均勻,減輕或消除碳化物偏析。
(2)控制材料流線 材料中的流線方向和分布狀況是材料各個方向的承載能力存在差異。通過鍛造,可以根據模具零件的形狀和受力方向,控制材料的流線方向,并是流線更加合理分布。
(3)提高材料密度 采用常規工藝生產的熱軋鋼材,常常存在許多微小的氣孔、裂紋等組織缺陷,使材料機械性能下降。通過鍛造,可以焊合氣孔和微裂痕,提高材料的密度,保證材料的機械性能。
但是,如果鍛造工藝不合理,不僅達不到目的,反而會出現各種鍛造缺陷,惡化材料的使用性能。例如:模具鋼的鍛造溫度范圍狹窄,操作中稍有不慎,就極易產生鍛造裂紋。鍛造時皮料冷卻速度過快,也容易出現裂橫。毛坯鍛造后需要經退火處理,目的是消除鍛造應力,細化晶粒,提高鋼的韌度,同時還能降低硬度以便于切削加工。如果退火不從分,仍保留粗大的晶粒和交大的內應力,模具零件在工作時容易斷離。如果流線的方向和分布不合理,也將降低零件的斷裂抗力。
2、保證零件的加工質量
模具零件的加工質量必須滿足設計要求,除此以外,應著重注意下列問題:
(1)過度圓弧 零件尺寸過度外的圓弧半徑不得減少。圓弧與直徑的銜接應保持平滑過渡,否則容易在銜接處產生疲勞裂紋。
(2)表面加工痕跡 模具成型表面不允許殘留任何刀具痕跡和劃傷痕跡,因為這些痕跡是誘發疲勞和熱疲勞裂紋的重要原因。
(3)加工裂紋 模具零件在加工時,如果工藝條件選擇不當,表面材料出現許多微裂紋,就會直接影響零件的耐疲勞性和耐熱疲勞性,嚴重時甚至會導致零件斷裂。例如:磨削時如果磨削用量、冷卻介質選擇不當,砂輪選擇或修磨不當,都容易式零件表面產生燒傷和磨削裂紋;電火花加工、電火花線切割加工時,如果電規準選擇不當,零件表層材料就會產生許多顯微裂痕。
(4)凹模型孔倒錐 采用下料方式的沖裁模,如果凹模型孔出現倒錐,容易使制件或廢料堵塞在凹模型孔內,導致凹模脹裂或凸模折斷。
3、保證零件熱處理質量
正確合理的熱處理是保證模具零件獲得所需技術性能的重要措施,但是,如果熱外處理規范選擇或操作不當,將嚴重降低零件的承載能力,危害模具安全。
常見的熱處理質量問題有:
(1)淬火過熱 對于沖模等承受很大沖擊載荷的模具,應避免淬火過熱。如果淬火過熱,就會使晶粒長大,導致材料沖擊韌性下降,疲勞裂紋的萌生時間縮短,擴展速率加快。
(2)淬火溫度過低 對于壓鑄模、塑料模等熱加工模具,應適當提高淬火時的加熱溫度。如果淬火溫度過低,則模具零件在高溫時的強度和熱穩定性較差,容易產生塑性變形和熱疲勞開裂。
(3)熱處理脫碳或增碳 零件在淬火加熱時未加保護,容易造成表面層材料氧化脫碳或增碳。如果氧化脫碳層在后續加工中未被去除,將嚴重降低零件的耐磨性。表面增碳后,對于冷加工模具容易產生崩刃等斷裂失效,對于熱加工模具容易產生熱疲勞失效。
(4)應力集中和裂紋 模具零件如果在淬火時產生應力集中和裂紋,在使用時將很容易產生斷裂破壞。應力集中的部位容易萌生疲勞裂紋,影響零件的疲勞壽命。
(5)回火不充分或回火過度 如果回火時的溫度不夠或保溫時間不足,模具零件中將殘留較大的淬火應力,并使材料的韌性下降,工作時容易產生斷裂。熱加工模具的回火溫度一般應高于模具的工作溫度,以避免模具零件的表層材料在工作時發生回火轉變而產生組織應力,降低其使用壽命。回火過度將降低模具零件的強度和硬度,使零件在工作時容易產生塑性變形,磨損速度也大大加快。
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