模具熱處理變形

1、Dim changes of Dievar after hardening and tempering.1020C and an overpressure of 2 bar.Tempering 2 + 2 hoursTempering temperature CDimensional changes %DIEVAR 熱處理變形及余量推薦實(shí)際生產(chǎn)中，追求性能，淬火壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止2bar；變形是熱應(yīng)力、組織應(yīng)力共同作用的結(jié)果，模具尺寸越大，厚度越厚變形越明顯；變形的積累跟：模具形狀結(jié)構(gòu)、機(jī)加工、淬火方式、淬火壓力、回火溫度、裝爐位置等諸多因素有關(guān)。12021/8/2Uddeholm機(jī)加工余量建議表A

2、SSAB 機(jī)加工余量參考即斜對角長度22021/8/23目前模具熱處理變形量是按照UDDEHOLM工具鋼熱處理技術(shù)手冊有關(guān)加工余量預(yù)留推薦來檢驗(yàn)控制的； 但是不同模具形狀不同，變形趨勢也不同，實(shí)際操作中也可能有很大的出入，只有多次處理類似形狀的模具，才能積累經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。下面將一些典型的易產(chǎn)生熱處理變形的實(shí)例，歸納一下：下面將一些典型的易產(chǎn)生熱處理變形的實(shí)例，歸納一下：模具尺寸約：模具尺寸約：760*300*170此類模具厚度較厚（接近200），容易產(chǎn)生背面“鼓包”的變形，長度較長，容易產(chǎn)生翹曲變形；一般是正面凹，背面凸，類似模具處理過10多件，變形好些的在0.6-1.0，較大的在2.0。3202

3、1/8/2尺寸：670*640*345.1 重：573.8kg最終變形：1.7mm 模具開口張開明顯；背面“鼓包”。42021/8/2對于大開口的模具，為減小開口張大的變形；建議采取預(yù)留一條筋，熱處理完成再去除的方式；或者利用螺紋孔擰上一道“加強(qiáng)筋”。52021/8/2對于厚薄差異大的模具，除了過渡大的圓角，防止開裂外；還應(yīng)適當(dāng)加大變形余量，因?yàn)楹癖夭畲?，轉(zhuǎn)變不同時(shí)，變形也大；62021/8/2尺寸：475*262*446.2 重：330.6kg最終變形1.7mm；此類大鑲塊，尺寸厚，且是實(shí)心；變形趨勢是變成球狀，各面都“鼓包”；厚度越厚，變形越大。72021/8/2熱處理件，自然直立放置，

4、應(yīng)該變形最小；機(jī)加工應(yīng)考慮到模具熱處理的放置，如果模具每個(gè)側(cè)面都有臺階，應(yīng)該至少留一個(gè)平的，最后再加工臺階。82021/8/2較長的芯桿，也很容易變形，加工余量也要適當(dāng)加大；控制長芯桿變形，真空爐最好的方式是立放，然后減小淬火壓力；長芯桿熱處理前最好先期溝通，達(dá)成共識。92021/8/2長寬比較大的模具（長條形、長板形），容易產(chǎn)生翹曲變形，余量也應(yīng)適當(dāng)加大；這種模具立放比較好，但是容易倒，對設(shè)備不安全。102021/8/2大平面的模具，模具寬度超過爐子允許高度，只能平放，變形也會(huì)比立放要大；112021/8/212 模具熱處理開裂探討模具熱處理開裂探討模具熱處理的目的模具熱處理的目的：采用合理

5、的裝爐及合適的熱處理工藝，以較高的淬火冷卻壓力冷卻，然后經(jīng)過三次以上的回火，使材料達(dá)到優(yōu)良的機(jī)械性能。熱處理熱處理淬火冷卻時(shí)為何會(huì)開裂：淬火冷卻時(shí)為何會(huì)開裂：模具的心部和表面冷速不一致，模具局部厚度不一致，導(dǎo)致溫差，產(chǎn)生熱應(yīng)力；組織轉(zhuǎn)變時(shí)心部和表面及模具表面的局部不同時(shí)，產(chǎn)生組織應(yīng)力。在熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的共同作用下，模具表面將產(chǎn)生拉應(yīng)力狀態(tài)，導(dǎo)致模具發(fā)生變形，變形在發(fā)展到材料無法承受的極限時(shí)，應(yīng)力集中處發(fā)生開裂。 應(yīng)力集中即模具設(shè)計(jì)、加工當(dāng)中出現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)。122021/8/21313 常見的模具應(yīng)力集中圖例模具應(yīng)力集中處：臺階處、厚薄連接處等；132021/8/2 模具熱處理時(shí)如何防止開裂如

6、何防止開裂：如何防止開裂：1、合適的裝爐，均勻的擺放，使模具的厚薄處冷速較為接近；2、采用合適的工藝（分級淬火冷卻），使心部和表面的溫差縮小，減少組織應(yīng)力 和熱應(yīng)力。3、模具臺階處留圓角，增強(qiáng)變形的承受力，防止開裂；厚薄連接處筋的去處等， 都將會(huì)減少開裂概率。142021/8/215 模具熱處理前的機(jī)加工的重要性模具熱處理前的機(jī)加工的重要性 開裂的主要防止辦法就是機(jī)加工時(shí)對模具應(yīng)力集中位置的處理。152021/8/2 模具型腔內(nèi)的厚薄連接處危險(xiǎn)部位開裂熱處理前此處必須加工掉162021/8/22021-12-31 模具型腔內(nèi)的厚薄連接處厚薄連接處 危險(xiǎn)開裂開裂此筋使用圓形電極打掉，且到底部平面

7、172021/8/21818模具型腔內(nèi)的厚薄連接處此筋未打到底，且使用的方形電極導(dǎo)致開裂裂紋必須使用圓形電極且打到底，且底部圓角182021/8/2大連共立精機(jī)一件熱處理完成后，探傷發(fā)現(xiàn)一處較淺裂紋:1.模具整體照片；2.探傷發(fā)現(xiàn)一道裂紋，位于“筋”的地方；3.經(jīng)打磨1-2mm后，再探傷未發(fā)現(xiàn)裂紋。4.兩凸臺連接的“筋”，是因?yàn)榧庸r(shí)進(jìn)刀困難留下的，實(shí)際上是沒用的，最好電加工打下去，并留圓角。123192021/8/2之前寧波君靈模具的一塊與共立這塊，形狀一樣，在上海一勝百做熱處理，開裂，裂紋擴(kuò)展到型腔位置，只能焊接補(bǔ)救。而共立這件，由于事先倒了圓弧，從圓弧低端開裂（裂紋不深），且沒有擴(kuò)展至型

8、腔。所以這種類型模具一定要將類似沒用的筋加工至底段，并留足夠的圓角，防止開裂，不可存僥幸心理。裂紋貫穿了“筋”且向右擴(kuò)展至模具型腔202021/8/22021-12-31 模具滑塊腳根部根部尖角 危險(xiǎn)開裂處補(bǔ)救方法根部留大圓角解決此處開裂212021/8/2 型腔內(nèi)的小臺階處裂紋開裂位置型腔內(nèi)小臺階處必須留圓角過渡222021/8/2 臺階處開裂圖例232021/8/2 臺階處及筋處開裂圖例242021/8/2 模具邊緣凸臺根部機(jī)加工問題凸臺根部無倒角 危險(xiǎn)開裂圖凸臺根部倒角非常重要252021/8/22021-12-31 模具整體有大臺階根部無倒角 危險(xiǎn)開裂圖根部無倒角開裂 危險(xiǎn)大臺階根部必

9、須留大圓角，防止開裂262021/8/2272021-12-3127 模具邊緣小開口處根部尖角開裂根部尖角邊緣臺階必須留大的圓角272021/8/2 模具機(jī)加工方面的溝通（GM要求）在模具設(shè)計(jì)及材料采購階段，模具制造商必須與熱處理商進(jìn)行溝通，因?yàn)闊崽幚砩滔Ｍ暂^快的冷速淬火冷卻，從而得到更好的性能，為避免大的變形及開裂：1、模具制造商有責(zé)任采用減少淬火裂紋發(fā)生概率的方式進(jìn)行粗加工：A、截面變化處（即臺階）應(yīng)留圓角過渡；B、不允許有尖銳的邊緣和拐角；C、厚薄之間的筋應(yīng)采用大圓角過渡，且有足夠的強(qiáng)度；D、刀具無法去除的厚薄之間無用的薄筋，采用圓形電極打掉；E、留足夠的余量，以便矯正熱處理變形。28

10、2021/8/2模具機(jī)加工方面的溝通（GM要求）2、通用汽車對模具粗加工時(shí)臺階處圓角推薦：A、半徑3mm的圓角，適用于小的不復(fù)雜的模具及模具的各孔洞表面倒角B、半徑5mm的圓角，適用于較小臺階，對開裂有一定的預(yù)防作用；C、半徑5-6.5mm的圓角，適用于較大的臺階，對開裂有一定的預(yù)防作用；D、半徑大于13mm的圓角，使用于臺階高度大于150mm的模具；3、在維持以上原則的情況下，開模商與熱處理商必須經(jīng)常對粗加工方面進(jìn)行交流。292021/8/2302021/8/2 總 結(jié)1、以上案例是進(jìn)行搜集所得到的資料，經(jīng)分析基本為機(jī)加工方面存在一些問題。機(jī)加工改善后，我們將靈活掌握并大膽使用熱處理工藝，以發(fā)揮模具達(dá)到模具材料的最佳性能。2、通用汽車對模具的粗加工時(shí)，各臺階處的過渡圓角大小均做了詳細(xì)的說明，絕對不允許尖角、殘留筋的存在，只有在此種情況下，熱處理時(shí)用較高的淬火壓力冷卻，熱處理時(shí)模具不開裂且獲得非常優(yōu)秀的性能，