在模具制造企業(yè)中,精加工階段除采用慢走絲線切割、割一多修的工藝手段外,另采用的方法即是在半精加工后,熱處理基礎上磨削加工,在這個階段要控制好零件的變形、內(nèi)應力、形狀公差及尺寸精度等許多技術參數(shù)。在具體的生產(chǎn)實踐中,操作困難較多,但仍有許多行之有效的經(jīng)驗方法值得借鑒。
(一)模具零件熱處理
模具零件要獲得所要求的熱處理硬度,必要對零件熱處理內(nèi)應力進行控制,使零件加工時和加工后尺寸公差、形位公差能夠穩(wěn)定,針對不同材質的零件作用,有不同的熱處理方式。其工藝要考慮的是經(jīng)濟性、材料淬透性、淬硬性、過熱敏性以及脫碳敏感性。隨著近年來模具工業(yè)的發(fā)展,使用的材料種類很多,除了CrWMn、Cr12、40Cr、GCr15、Cr12MoV、9Mn2V硬質合金外,對一些工作強度大,受力苛刻的凹模、凸模,可選用新材料粉末合金鋼,如S2、S3、V10、APS23S1、G2、G3、G4、G8等等。此類材料具有較高的熱穩(wěn)定性和良好的組織狀態(tài)。淬火后一般工件都存留內(nèi)應力,容易導致后續(xù)精加工或工作中開裂,零件淬火后應趁熱回火,消除淬火應力。形狀復雜、內(nèi)外轉角較多的工件,回火有時還不足以消除淬火應力,精加工前還需進行去應力退火或多次時效處理,充分釋放應力。根據(jù)不同的要求采取不同的方法。以Cr12為材質的零件為例,在粗加工后進行淬火處理,淬火時僅僅冷卻方式就有:空氣冷卻(將加熱后的工件置于空氣中冷卻,此法操作簡便、工件變形小,但硬度偏低,表面易氧化。適合于尺寸小、精度高、厚薄不均的工件)、油冷卻(將工件加熱后置于油中,冷卻到300℃~200℃,取出在空氣中冷卻。此法操作簡便,工件硬度較高,但變形較大,易產(chǎn)生工件變形,適用于尺寸較大,形狀簡單的工件)、平板夾緊在空氣中冷卻(將加熱后的工件置于兩塊鐵板或銅板之間壓緊,在空氣中冷卻。此法操作較繁,但工件變形小,只適合于某種特殊形狀的工件)、分級淬火(將工件加熱后置高于Ms點溫度的硝鹽中,停留一定時間,待工件的內(nèi)外溫度基本一致后,取出在空氣中冷卻。此法既能保證工件的硬度,又能減少工件的變形,廣泛用于形狀復雜變形要求小的工件)。如對V10、APS23等粉末合金鋼零件,因其能承受高溫回火,淬火時可采用二次硬化工藝,1040℃~1080℃淬火,再用490℃~520℃高溫回火并進行多次,可以獲得較高的沖擊韌性及穩(wěn)定性,對以崩刃為主要失效形式的模具很適用。
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