模具熱處理變形ppt課件.ppt

1、Dim changes of Dievar after hardening and tempering. 1020C and an overpressure of 2 bar. Tempering 2 + 2 hours,DIEVAR 熱處理變形及余量推薦,實際生產(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)。,1,Uddeholm 機加工余量建議表,ASSAB 機加工余量參考,2,3,目前模具熱處理變形量是按照UDDEHOLM工具鋼熱

2、處理技術(shù)手冊有關(guān)加工余量預(yù)留推薦來檢驗控制的； 但是不同模具形狀不同，變形趨勢也不同，實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)驗數(shù)據(jù)。 下面將一些典型的易產(chǎn)生熱處理變形的實例，歸納一下：,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。,3,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”。,4,對于大開口的模具，為減小開口張大的變形； 建議采

3、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“加強筋”。,5,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，因為厚薄溫差大，轉(zhuǎn)變不同時，變形也大；,6,尺寸：475*262*446.2 重：330.6kg 最終變形1.7mm； 此類大鑲塊，尺寸厚，且是實心； 變形趨勢是變成球狀，各面都“鼓包”； 厚度越厚，變形越大。,7,熱處理件，自然直立放置，應(yīng)該變形最??； 機加工應(yīng)考慮到模具熱處理的放置，如果模具每個側(cè)面都有臺階，應(yīng)該至少留一個平的，最后再加工臺階。,8,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

4、，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。,9,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。,10,大平面的模具，模具寬度超過爐子允許高度，只能平放，變形也會比立放要大；,11,12,模具熱處理開裂探討,模具熱處理的目的：采用合理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)良的機械性能。 熱處理淬火冷卻時為何會開裂： 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)變時心部和表面及模具表面的局部不同時，產(chǎn)生組織應(yīng)力。 在熱應(yīng)力和

5、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，應(yīng)力集中處發(fā)生開裂。 應(yīng)力集中即模具設(shè)計、加工當(dāng)中出現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)。,12,13,13,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；,13,模具熱處理時如何防止開裂,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，增強變形的承受力，防止開裂；厚薄連接處筋的去處等， 都將會減少開裂概率。,14,15,模具熱處理前的機加工的重要性,開裂的主要防止辦法就

6、是機加工時對模具應(yīng)力集中位置 的處理。,15,模具型腔內(nèi)的厚薄連接處,危險部位,開裂,熱處理前此處必須加工掉,16,2020/8/2,模具型腔內(nèi)的厚薄連接處,厚薄連接處 危險,開裂,開裂,此筋使用圓形電極打掉，且到底部平面,17,18,18,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,18,大連共立精機一件熱處理完成后，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”，是因為加工時進(jìn)刀 困難留下的，實際上是沒用的，最好電加工 打

7、下去，并留圓角。,19,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，裂紋擴展到型腔位置，只能 焊接補救。 而共立這件，由于事先倒了圓弧， 從圓弧低端開裂（裂紋不深），且沒有擴展至型腔。 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 右擴展至模具 型腔,20,2020/8/2,模具滑塊腳根部,根部尖角 危險,開裂處,補救方法,根部留大圓角解決此處開裂,21,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,22,臺階處開裂圖例,23,臺階處及筋處開裂圖例,24,模具邊緣凸臺根部機

8、加工問題,凸臺根部無倒角 危險,開裂圖,凸臺根部倒角非常重要,25,2020/8/2,模具整體有大臺階,根部無倒角 危險,開裂圖,根部無倒角開裂 危險,大臺階根部必須留大圓角，防止開裂,26,27,2020/8/2,27,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,27,模具機加工方面的溝通（GM要求）,在模具設(shè)計及材料采購階段，模具制造商必須與熱處理商進(jìn)行溝通，因為熱處理商希望以較快的冷速淬火冷卻，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

9、角； C、厚薄之間的筋應(yīng)采用大圓角過渡，且有足夠的強度； 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,模具機加工方面的溝通（GM要求）,2、通用汽車對模具粗加工時臺階處圓角推薦： 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。,29,30,總 結(jié),1、以上案例是進(jìn)行搜集所得到的資料，經(jīng)分析基本為機加工方面存在一些問題。機加工改善后，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，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，熱處理時用較高的淬火壓 力冷卻，熱處