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热处理精密螺丝模具变形问题剖析

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热处理精密螺丝模具变形问题剖析

发布日期:2018-06-08 作者: 点击:

精密螺丝模具热处理变形问题剖析精密螺丝模具

  精密螺丝模具热处理变形是精密螺丝模具处理进程的首要缺点之一,对一些精密凌乱精密螺丝模具,常因热处理变形而报废,因此控制精密凌乱精密螺丝模具的变形一向成为热处理出产中的关键问题。
  精密螺丝模具在热处理时,特别是在淬火进程中,由于精密螺丝模具截面各部分加热和冷却速度的不一致而引起的温度差,加之组织改动的不等时性等原因,使得精密螺丝模具截面各部分体积胀缩不均匀,组织改动的不均匀,然后引起“组织应力”和精密螺丝模具表里温差所引起的热应力。当其内应力逾越精密螺丝模具的屈从极限时,就会引起精密螺丝模具的变形。
  因此,减少和控制精密凌乱精密螺丝模具变形乃是宽广热处理工作者的一项重要的研讨课题。
  就精密凌乱精密螺丝模具变形状况、变形原因的研讨,来讨论减少和控制精密凌乱精密螺丝模具变形的方法,以前进精密螺丝模具产品的质量和运用寿数。
  一、精密螺丝模具材料的影响
  1.精密螺丝模具的选材
  某机械厂从选材和热处理简练考虑,选择T10A钢制造截面标准相差悬殊、要求淬火后变形较小的较凌乱精密螺丝模具,硬度要求56HRC-60HRC。热处理后精密螺丝模具硬度契合技术要求,但精密螺丝模具变形较大,无法运用,构成精密螺丝模具报废。后来该厂选用微变形钢Cr12钢制造,精密螺丝模具热处理后硬度和变形量都契合要求。
  因此制造精密凌乱、要求变形较小的精密螺丝模具,要尽量选用微变形钢,如空淬钢等。
  2.精密螺丝模具质料的影响
  某厂送来一批Cr12MoV钢较凌乱精密螺丝模具,精密螺丝模具都带有¢60mm圆孔,精密螺丝模具热处理后,部分精密螺丝模具圆孔呈现椭圆,构成精密螺丝模具报废。
  一般来说Cr12MoV钢是微变形钢,不应该呈现较大变形。我们对变形严峻的精密螺丝模具进行金相剖析发现,精密螺丝模具钢中含有许多共晶碳化物,且呈带状和块状分布。
  (1)精密螺丝模具椭圆(变形)发生的原因
  这是由于精密螺丝模具钢中呈必定方向分布的不均匀碳化物的存在,碳化物的胀大系数比钢的基体组织小30%左右,加热时它阻遏精密螺丝模具内孔胀大,冷却时又阻遏精密螺丝模具内孔缩短,使精密螺丝模具内孔发生不均匀的变形,使精密螺丝模具的圆孔呈现椭圆。
  (2)避免方法
  ①在制造精密凌乱精密螺丝模具时,要尽量选择碳化物偏析较小的精密螺丝模具钢,不要图廉价,选用小钢厂出产的质料较差钢材。②对存在碳化物严峻偏析的精密螺丝模具钢要进行合理铸造,来打碎碳化物晶块,下降碳化物不均匀分布的等级,消除功用的各向异性。③对锻后的精密螺丝模具钢要进行调质热处理,使之获得碳化物分布均匀、纤细和弥散的索氏体组织、然后减少精密凌乱精密螺丝模具热处理后的变形。④关于标准较大或无法铸造的精密螺丝模具,可选用固溶双细化处理,使碳化物细化、分布均匀,棱角圆整化,可抵达减少精密螺丝模具热处理变形的意图。
  二、精密螺丝模具结构规划的影响
  有些精密螺丝模具选材和钢的质料都很好,往往由于精密螺丝模具结构规划不合理,如薄边、尖角、沟槽、突变的台阶、厚薄悬殊等,构成精密螺丝模具热处理后变形较大。
  1、变形的原因
  由于精密螺丝模具遍地厚薄不均或存在尖锐圆角,因此在淬火时引起精密螺丝模具各部位之间的热应力和组织应力的不同,导致各部位体积胀大的不同,使精密螺丝模具淬火后发生变形。
  2、避免方法
  规划精密螺丝模具时,在满足实践出产需求的状况下,应尽量减少精密螺丝模具厚悬殊,结构不对称,在精密螺丝模具的厚薄交界处,尽可能选用滑润过渡等结构规划。依据精密螺丝模具的变形规矩,预留加工余量,在淬火后不致于由于精密螺丝模具变形而使精密螺丝模具报废。
  对形状特别凌乱的精密螺丝模具,为使淬火时冷却均匀,可选用给合结构。
  三、精密螺丝模具制造工序及剩下应力的影响
  在工厂常常发现,一些形状凌乱、精度要求高的精密螺丝模具,在热处理后变形较大,经细心查询后发现,精密螺丝模具在机械加工和终究热处理未进行任何预先热处理。
  1、变形原因
  在机械加工进程中的剩下应力和淬火后的应力叠加,增大了精密螺丝模具热处理后的变形。
  2、避免方法
  (1)粗加工后、半精加工前应进行一次去应力退火,即(630-680)℃×(3-4)h炉冷至500℃以下出炉空冷,也可选用400℃×(2-3)h去应力处理。
  (2)下降淬火温度,减少淬火后的剩下应力。
  (3)选用淬油170??C出油空冷(分级淬火)。
  (4)选用等温淬火工艺可减少淬火剩下应力。
  选用以上方法可使精密螺丝模具淬火后剩下应力减少,精密螺丝模具变形较小。
  四、热处理加热工艺的影响
  1、加热速度的影响
  精密螺丝模具热处理后的变形一般都认为是冷却构成的,这是不正确的。精密螺丝模具特别是凌乱精密螺丝模具,加工工艺的正确与否对精密螺丝模具的变形往往发生较大的影响,对一些精密螺丝模具加热工艺的对比可显着看出,加热速度较快,往往发生较大的变形。
  (1)变形的原因任何金属加热时都要胀大,由于钢在加热时,同一个精密螺丝模具内,各部分的温度不均(即加热的不均匀)就必然会构成精密螺丝模具内各部分的胀大的不一致性,然后构成因加热不均的内应力。在钢的相变点以下温度,不均匀的加热首要发生热应力,逾越相变温度加热不均匀,还会发生组织改动的不等时性,既发生组织应力。因此加热速度越快,精密螺丝模具表面与心部的温度不同越大,应力也越大,精密螺丝模具热处理后发生的变形也越大。
  (2)避免方法??对凌乱精密螺丝模具在相变点以下加热时应缓慢加热,一般来说,精密螺丝模具真空热处理变形要比盐浴炉加热淬火小得多。??选用预热,关于低合金钢精密螺丝模具可选用一次预热(550℃-620℃);关于高合金刚精密螺丝模具应选用二次预热(550℃-620℃和800℃-850℃)。
  2、加热温度的影响
  一些厂家为了保证精密螺丝模具抵达较高硬度,认为需前进淬火加热温度。但是出产实践标明,这种做法是不恰当的,关于凌乱精密螺丝模具,同样是选用正常的加热温度下进行加热淬火,在容许的上限温度加热后的热处理变形要比在容许的下限温度加热的热处理变形大得多。
  (1)变形原因众所周知,淬火加热温度越高,钢的晶粒越趋长大,由于较大晶粒能使淬透性添加,则使淬火冷却时发生的应力越大。再之,由于凌乱精密螺丝模具大多由中高合金钢制造,假如淬火温度高,则因Ms点低,组织中残留奥氏体量增多,加大精密螺丝模具热处理后变形。
  (2)避免方法在保证精密螺丝模具的技术条件的状况下合理选择加热温度,尽量选用下限淬火加热温度,以减少冷却时的应力,然后减少凌乱的热处理变形。
  五、残留奥氏体的影响
  一些高合金精密螺丝模具钢,如Cr12MoV钢精密螺丝模具在淬火和低温回火后,精密螺丝模具的长、宽、高皆发生缩小现象,这是由于精密螺丝模具淬火后残留奥氏体量过多而引起的。
  1、变形原因
  因合金钢(如Cr12MoV钢)淬火后含有许多残留奥氏体,钢中各种组织有不同的比体积,奥氏体的比体积最小,这是高合金钢精密螺丝模具淬火低温回火后体积发生缩小的首要原因。钢的各种组织的比体积按下列次第递减:马氏体-回火索氏体-珠光体-奥氏体
  2、避免方法
  (1)恰当下降淬火温度。正如前面叙说过的淬火加热温度越高,残留奥氏体量越大,因此选择恰当的淬火加热温度是减少精密螺丝模具缩小的重要方法。一般在保证精密螺丝模具技术要求的状况下,要考虑精密螺丝模具的概括功用,恰当下降精密螺丝模具的淬火加热温度。
  (2)一些数据标明,Cr12MoV钢精密螺丝模具淬火后,500??C回火较200??C回火的残留奥氏体量少了一半,所以在保证精密螺丝模具技术要求的前提下,应恰当前进回火温度。出产实践标明:Cr12MoV钢精密螺丝模具500??C回火精密螺丝模具变形量最小,而硬度下降不多(2HRC~3HRC)。
  (3)精密螺丝模具淬火后采用冷处理是减少残留奥氏体量的最佳工艺,也是减少精密螺丝模具变形、安稳运用时发生标准改动的最佳方法,因此精密凌乱精密螺丝模具一般应选用深冷处理。
  六、冷却介质和冷却方法的影响
  精密螺丝模具热处理变形往往是在淬火冷却后所表现出来的,这虽然有以上各种因素的影响,但冷却进程中的影响也是不可忽视的。
  1、变形发生的原因
  当精密螺丝模具冷却到Ms点以下时,钢即发生相变,除因冷却不一致所早成的热应力外,还有因相变的不等时性而发生的组织应力,冷却速度越快,冷却越不均匀,发生的应力越大,精密螺丝模具的变形也越大。
  2、避免方法
  (1)在保证精密螺丝模具硬度要求的前提下,尽量选用预冷,关于碳素钢和低合金精密螺丝模具钢可预冷至棱角部位发黑(720℃~760℃)。关于在珠光体改动区过冷奥氏体较安稳的钢种可预冷至700℃左右。
  (2)选用分级冷却淬火能显着减少精密螺丝模具淬火时发生的热应力和组织应力,是减少一些凌乱精密螺丝模具变形的有用方法。
  (3)对一些精密凌乱精密螺丝模具,选用等温淬火能显着减少变形。
  七、改进热处理工艺、减少精密螺丝模具热处理变形
  精密螺丝模具在淬火后的变形,不论采用什么方法,变形都是无法避免的,但是关于要严厉控制变形量的精密凌乱精密螺丝模具可采用以下方法进行控制。
  1、选用调质热处理
  对底子硬度要求不高,而表面硬度要求较高的精密凌乱精密螺丝模具,可采用精密螺丝模具粗加工后进行调质热处理,精加工后进行低温氮化处理(500??C~550??C),由于精密螺丝模具氮化温度低,不存在基体组织相变,其他炉冷至室温出炉,冷却应力也较少,精密螺丝模具变形较小。
  2、选用预先热处理
  对精密凌乱精密螺丝模具,如其硬度要求不太高,可选用预先热处理的预硬钢,对精密螺丝模具钢(如3Cr2Mo,3CrMnNiMo钢)进行预先热处理,使之抵达运用时的硬度(较低硬度为25HRC~35HRC,较高硬度为40HRC~50HRC),然后把精密螺丝模具加工成型不再进行热处理,然后保证精密凌乱精密螺丝模具的精度。
  3、选用时效硬化型精密螺丝模具钢
  对精密凌乱精密螺丝模具可选用时效硬化钢,如PMS(1Ni3Mn2CuA1.Mo)钢是一种新式时效精密螺丝模具钢,在870??C固溶淬火后的硬度在30HRC左右,便于机械加工,精密螺丝模具加工成型后再进行500??C左右的时效热处理,即可获得40HRC~45HRC的较高硬度,精密螺丝模具变形较小,只需求进行抛光处理,是抱负的精密凌乱精密螺丝模具用钢。

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关键词:精密螺丝模具,精密螺丝模具厂家,东莞精密螺丝模具

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