锤锻模热处理工艺的改进.pdfVIP

维普资讯 第 l5卷第 1期 中原工学院学报 Vo1．15 No．1 20O4年 2月 JOURNALOFZHONGYUAN Is唧 lI oFrI1既 foI GY Feb．，2004 文章编号：1671．6906(2004)01—0076-03 锤锻模热处理工艺的改进 李 强，施红涛 (中原工学院，河南 郑州 450007) ● 摘 要： 介绍了锤锻模失效的机理，分析了锤锻模常规热处理工艺的不足之处，并提出了工艺改进措施，通过增加正火 工序 、提高淬火温度和增加氮碳共渗工艺，在生产中可以延长锤锻模使用寿命． 关 键 词： 锤锻模；5CrMnMo钢；失效；正火；氮碳共渗 中图分类号： TG142．45 文献标识码： A 锤锻模是模锻生产中的重要工具，其传统制造工 1．3 燕尾开裂 艺广泛采用锻造后再进行机械加工的方法．据资料统 锻模工作时承受很大的变形抗力，特别是燕尾在 计，一般国内企业锻造车间的锻模费用 占锻件成本的 工作中受到很大的交变冲击负荷 ，最终会导致燕尾疲 28％ ～32％ 【Ij ． 造成锻模费用较高的主要原因在于锻 劳断裂．观察燕尾断裂的失效模具时发现裂纹产生于 模的平均使用寿命较低．为了解决锻模寿命低的问题， 表面，裂纹源在加工刀痕处产生，并沿着刀痕方向向内 国内在铸造技术制造模具方面也做了大量研究工作， 部发展 ．燕尾早期开裂的锻模均系燕尾槽 圆角形状和 但至今未能得到广泛的推广应用 ．其主要原因是铸造 尺寸加工得不规范、粗糙度值高；另外，燕尾硬度大多 模具经常出现早期断裂失效，导致使用寿命不稳定，影 不在常规技术要求范围内，非软即硬．因为硬度低，强 响了其在工业 中的应用 J．因此，“钢坯 +锻造 +加工” 度相应就低，易萌生疲劳裂纹；硬度高，强度相应就高， 的模具制造工艺仍是众多企业普遍采用的方法． 虽不易萌生疲劳裂纹 ，但裂纹一旦产生，．扩展速度很 快． 1 锤锻模失效原因分析 1．4 塑性变形 由于外界高压和局部高温会使锻模局部压塌或压 1．1 磨损 堆，造成模具塑性变形，引起形状和尺寸的变化，从而 锻模在锤击过程中，模膛内承受强大的压力(高达 失效 ． 2000MPa)和冲击负荷，使坯料金属在型腔内高速流动， 坯料金属与型腔表面产生剧烈摩擦，造成型腔表面磨 2 锤锻模传统热处理工艺及分析 损 ．操作过程 中，如果型腔 内的氧化皮未及时清理干 生产 中常用的锤锻模材质为 5CrMnMo，化学成分 净，会加剧型腔表面磨损，甚至会出现剥落现象 j． 见表 l[．热处理技术要求 ：模膛表面 35～39HRC，燕 1．2 热疲劳破裂 尾部分 30～35HRC．原热处理工艺曲线见图1． 锻模与炽热 (1100～1200oC)坯料金属反复接 触，会不断升温，为防止型腔表面发生高温回火而导致 表 1 锤锻模具钢的化学成分 ％ 锻模硬度下降，就得不断进行冷却．锻模受到高温金属 和冷却润滑剂的交替作用，产生交