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冷沖模材料的變形、開裂分析與措施
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司
更新時(shí)間：2013-06-13
??? 冷作模具鋼側(cè)重硬度、耐磨性。含碳量高，合金元素以增加淬透性，提高耐磨性為主。常見的有Cr12、Cr12MoV等。但生產(chǎn)中常因?yàn)橛跓崽幚聿划?dāng)或后續(xù)加工附加應(yīng)力，沖壓產(chǎn)生會(huì)出現(xiàn)一些質(zhì)量缺陷，導(dǎo)致模具壽命縮短。具體：
1、材料淬透性差
原因：由于坯料比較厚，其表層和中心的冷卻速度不同，淬火后表面先發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，因其體積膨脹對(duì)心部未轉(zhuǎn)變的奧氏體產(chǎn)生拉應(yīng)力，其本身則受到心部的限制而產(chǎn)生壓應(yīng)力。由于內(nèi)外組織結(jié)構(gòu)不同，使得坯料表層為壓應(yīng)力，中心部分為拉應(yīng)力。加工沖壓時(shí)，殘余應(yīng)力偏聚，容易產(chǎn)生裂紋。
措施：淬火前采用機(jī)加工排廢料，單面留加工余量。淬火后，線切割時(shí)工具電極銅絲一直在淬硬層中切割，應(yīng)力破壞較小，加工精度容易保證，模具壽命得到提高。
2、材料淬火熱應(yīng)力大
原因：由于零件外形尺寸較大，在淬火冷卻過程中，零件內(nèi)部的溫度梯度相差較大，導(dǎo)致零件表層呈拉應(yīng)力、心部呈壓應(yīng)力狀態(tài)。當(dāng)線切割加工時(shí)，加工應(yīng)力和熱應(yīng)力共同作用，就會(huì)出現(xiàn)變形。
措施：原因是淬火冷卻時(shí)溫度梯度大，故要改善淬火冷卻條件。淬火時(shí)將零件加熱到840℃從爐內(nèi)取出放入淬火油之前，在空氣中預(yù)冷2min，并在180℃下回火2次以上。
3、材料內(nèi)部碳化物偏析
原因：由于是高碳高鉻鋼，其淬火后的組織是合金馬氏體和大量高硬度、高耐磨性的碳化物，雖有較高的硬度和耐磨性，但其碳化物尺寸較大、偏析較嚴(yán)重，導(dǎo)致變形的方向性和強(qiáng)韌性降低。
措施：模具毛坯充分鍛造，碳化物偏析在3級(jí)以下，鍛造余熱球化退火，按此方法，模具壽命得到顯著提高。
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