哈工大热处理原理与工艺大作业冷作模具热处理.ppt

冷作模具 小组成员：赵晓亮 堵胜男 曹轶君 漆秦 孙文 蒋博 冷作模具 一、零件用途与服役条件 主要用于金属或非金属材料的冷态成型，包括冲载模、挤压模、拉伸膜、冷镦模、弯曲模、成型模、剪切模、滚丝模、拉丝模等。 常温下：工作时承受高的压力、弯曲力、冲击力、循环应力，同时不断与坯料发生剧烈摩擦。 二、失效方式-性能要求 过载失效：过载失效指材料本身承载能力不足以抵抗工作载荷作用而引起的失效。包括材料韧性不足引起的断裂失效和强度不足引起的变形失效。 磨损失效：磨损失效指工作部件与被加工材料之间相对运动产生的损耗，包括均匀磨损、不均匀磨损和局部脱落等。 疲劳失效：循环的周期性载荷作用下，引起模具表面产生裂纹，发生低应力的脆性断裂。 二、失效方式-性能要求 （1）力学性能： 高的硬度58-64 HRC，具有高的耐磨性，和足够的尺寸精度；具有足够的强度和韧性，保证模具不发生塑性变形；冲击、弯曲载荷下不易崩刃、断裂。 （2）工艺性能：良好的冷热加工性能；热处理变形要小，较好的淬透性，足够的硬化层。 三、基本分类及零件用材料 按照模具的用途主要可分为：挤压模、冷镦模、冷锻模、冷冲模，以及用于板材成型的落料模、拉伸模等 零件用材： 碳素工具钢，T10A，T12A等 低合金钢，9Mn2V、CrWMn、9SiCr、GCr15等 高合金钢，Cr12、Cr12MoV、W18Cr4V等 四、加工工序与热处理工艺 Cr12MoV合金钢的简单介绍 加工工序 预处理 热处理 后处理 Cr12MoV合金钢 Cr12MoV合金钢 1、化学成分 2、性能特点 具有高的耐磨性、淬透性、微变形、高热稳定性、高抗弯强度。 导热性和塑性低,锻造性能差 3、失效形式及性能要求 反复的载荷——磨损——疲劳——低应力断裂—— 高硬度、耐磨性、硬度与强度和尺寸稳定性。 Cr12MoV合金钢 　　 　　1．1锻造工艺： 1.2预先热处理 通常情况下，采用球化退火。其工艺如图2下 2调质处理 3高温固溶+高温回火 2.1淬火 淬火温度选择:为了获得较好的综合性能淬火温度应控制在1000-1040℃ 保温时间确定： 用经验公式： 其中： 加热系数。查下表确定 　　D：工件有效厚度。 　　2.2回火 　　先加热到1030℃，油淬后在小于25min的时间内，将凹模放入液氮中深冷处理，然后在520℃下高温回火。 注意： 深冷处理可使残留奥氏体含量降到最低程度,显著提高凹模的硬度;520e高温回火可使碳化物从马氏体中弥散析出产生二次硬化,实现碳化物呈颗粒状的均匀分布,提高凹模的强韧性、硬度和耐磨性。 　　 3后处理 线切割：模具先由普通机床加工出坯件，再由线切割完成模具刃口或型腔加工。线切割加工需要注意的问题是线切割中的工件变形与加工表而应力的改变。 可能存在问题 模具线切割表而的熔凝层富集了较多残留奥氏体，再淬火层主要为淬火马氏体，线切割变质层会使模具工作表而的强度与韧度降低。模具在使用中，表面会产生高温使淬火马氏体、残留奥氏体分解、转变，引起附加应力与变质层中存在的残留拉应力叠加，使微裂纹易于形成，并加速微裂纹的扩展。 解决方法 预开工艺腔。淬火前预先开工艺腔可以改善淬火时的表里温差，有利于冷却，使切割部位有足够的硬度，淬硬层加深，改变内应力分布，有效防止线切割时开裂。 合理选用线切割加工工艺参数。在满足一定生产效率的前提下，尽可能采用低电流、低切割速度、小脉宽和低线速，可以有效减小线切割时的应力，防比裂纹的产生。 补充回火。在线切割后立即进行补充回火，一方而消除线切割过程中形成的附加应力，同时也改善线切割表层的白亮组织。 表面处理。模具表面喷丸，可消除线切割后模具表而变质层，改善微观组织和表而应力分布，使之由拉应力转变为压应力。 五、质量检测事项和方法 变形检测 　　对于模孔、槽的尺寸使用千分尺、卡尺、内径千分表等检查，小型精密模具用工具显微镜或投影仪进行检查。薄板类工件用塞尺在平板上检查其翘曲量。长杆类、芯杆类工件用顶尖或V型铁支承两端，使用百分表测量其振摆量，细小杆件可用塞尺在平板上测量弯曲量。标准参考下表： 五、质量检测事项和方法 外观检测 　　　外观检查是对冷作模具处理后用肉眼或放大镜观察其表面形貌和缺陷，重要工件检查裂纹可用磁力、渗透、超声探伤等方法。 　　　一般要求是：模具不得有各种裂纹；模具表面应无烧熔化等缺陷；模具表