模具失效与防护第二章[精选].ppt

第二章 影响模具失效的基本因素 1、 模具结构设计对失效的影响 2、 模具材料对失效的影响 3、 模具毛坯的锻造和预处理对失效的影响 4、 模具的热处理缺陷对失效的影响 5、 模具的冷加工对失效的影响 6、 模具使用状况对失效的影响 （3）合理调整冷、热加工工序 模具预留工艺拉肋或成对加工以减少变形示意图 a）加工时预留工艺拉肋 b）成对加工后淬火 c）加工艺拉杆 d）长槽凹模预留工艺拉肋 形状不对称的模具或模具上易变形的部位可预留工艺拉肋，条件允许时也可采用成对加工，依靠机械固定来减小变形，热处理后再行切除或切开而成为模具成品。 （4）合理制定热处理工艺 （二）碳素结构钢的变形规律及变形控制 1. 碳素结构钢的变形规律 规律：随着wc％的增高，在主导方向上的淬火变形胀大率先增大、后减小。当wc％增加至0.45%~0.5%时，胀大率增大至高峰值；当wc％增加至1.0%左右时，胀大率又逐渐下降至接近零值；当wc％大于1.2%时，变形率可为负值，即在主导方向上趋于收缩。 A含碳量对M转变温度的影响 M的晶体结构示意图 A含碳量对M转变温度的影响：A的W C%越高→Ms，Mf越低，当A的 W C%0.5%时，Mf 点便降到0°C以下。 M的晶体结构：体心正方晶格（a=bc），c/a——正方度。 M含碳量越高，其正方度越大，M的比容也越大。 a） b） c） d） e） f） 模具热处理变形特征分类 a）轴类 b）立方体 c）圆盘形 d）圆环形 e）开口形 f）长槽形 中碳钢或中碳低合金钢制圆盘形、扁方形模具，水中淬火会使外径、内孔及孔距尺寸胀大；圆筒形模具则表现为内孔、外径及高度胀大。 2. 中碳钢变形的影响因素及控制措施 （1）模具的截面尺寸 规律：如果模具能淬透，尺寸越大，淬火时的组织应力越大，胀大变形率也越大，且在临界淬透尺寸时达到最大；当模具不能淬透时，尺寸越大，淬硬层深度越小，组织应力减弱，胀大变形率减小。 防止措施：为了减小变形、防止开裂，除应注意结构设计外，淬火冷却方法应利于减小模具各部分相变不等时性。 （2）淬火加热温度：不易过高。 提高淬火加热温度，可提高A稳定性，使淬硬层增厚，组织应力增大，从而使胀大变形率增加。 （3）淬火冷却方法 淬透性好的中碳合金钢的淬火胀大变形率受冷却方法的影响较小，用油或低温硝盐冷却时，其胀大变形率一般为0.10%~0.15%，比能淬透的中碳钢变形小，比不能淬透的中碳钢变形大。因为在都能淬透的情况下，中碳合金钢的M s点低，且A的塑变抗力较大。 （4）回火 回火变形：回火时，其变形是在淬火变形的基础上收缩。原来淬火胀大的主导方向收缩，原来收缩的非主导方向也收缩，且随着回火温度升高，收缩量增大。 （5）加工余量和预处理 特点：中碳钢模具的淬火变形主要是变形主导方向上的胀大。 （三）碳素工具钢的变形规律及变形控制 1. 碳素工具钢变形的影响因素及控制措施 （1）截面尺寸和淬火加热温度： 1）对过共析钢（T10A、T12A）的影响。 当截面尺寸增加至10~25mm时，热应力变形起主导作用，主导方向趋 于收缩，提高T淬会使热应力增大，收缩更为明显。 当截面尺寸继续增大时，淬不透的心部区增大，心部先发生高温或中温 转变，削弱了热应力的影响，使主导方向上的收缩变形减小。 2）对共析钢（T8A）的影响 当截面尺寸小于20mm时，正常温度下的淬火变形表现为少量胀大，且胀大率随淬火温度的升高而增大； 当截面尺寸增加至25mm时，淬火变形才表现为主导方向上少量收缩，但提高T淬又将使变形转向胀大； 当截面尺寸大于30mm时，淬火变形一般为主导方向上收缩，只有提高淬火温度至810°C以上时，方可使变形转向胀大。 3）淬火温度的选择。 为了减小变形，对过共析钢应采用较低的加热温度。对共析钢可根据截面尺寸的增大适当提高淬火加热温度。 （2）冷却方法 在碳素工具钢模具中，截面尺寸为10～25mm的过共析钢模具，收缩变形最为突出，在实际生产中常采用硝盐分级淬火来减小其变形。 碳工钢模具水淬和硝盐淬的表面形态 a）硝盐淬火 b）水中淬火 四、模具钢冶金质量的影响 具体表现形式为：非金属夹杂、碳化物偏析、中心疏松及白点等。