課程設(shè)計(jì)--熱擠壓模具材料的選擇及工藝設(shè)計(jì)如熱擠壓沖頭-在線瀏覽
2024-07-31 22:39本頁面
【正文】 顯的改善。 H13鋼 該鋼是使用最廣泛和最具代表性的熱作模具鋼之一，具有高的淬透性、韌性以及優(yōu) 良的抗熱裂能力等優(yōu)點(diǎn)。另外 , H13有較大的尺寸效應(yīng)，在截面較大時(shí)，心部韌性顯著下降。它適用于制造壓鑄模、擠壓模、熱切邊模、熱鍛模的熱沖孔模具等。 GB1299 85℃ 《 合金 工具鋼技術(shù)條件 》 中3Cr2W8V、 5Cr4W5Mo2V、 5Cr4Mo3SiMnVAl 3 個(gè)鋼號屬此類熱作模具鋼。 3Cr2W8V鋼 該鋼是鎢系高熱強(qiáng)化模具鋼的代表鋼號 , 合金元素以鎢為主 , 鎢質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá) 8% 以上。因冷熱疲勞抗力差 , 在急熱、急冷條件下工作容易出現(xiàn)冷熱 模具的失效是指模具喪失了正常的工作能力，其生產(chǎn)出的產(chǎn)品已成為廢品。 3Cr3Mo3W2V鋼 該鋼冷加工、熱加工性能良好 , 淬、回火溫度范圍較寬。具有較高的熱強(qiáng)性、熱疲勞性能 , 又具有良好的耐磨性和抗回火穩(wěn)定性。 5Cr4Mo2W2VSi鋼 該鋼是基體鋼內(nèi)型的熱作模具鋼 , 經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗缶哂懈叩挠捕?、?qiáng)度 , 好的耐磨性 , 高的高溫強(qiáng)度以及好的回火穩(wěn)定性等綜合性能 , 此外也具有一定的韌性和抗熱疲勞性能。該鋼的熱加工性能也較好 , 加工溫度范圍較寬 , 適于制造熱擠壓模、熱鍛壓模 、溫鍛模以及要求韌性較好的冷鐓用模具。在較低的奧氏體化溫度條件下空淬，熱處理變形小，空淬時(shí)產(chǎn)生氧化鐵 皮 處理變形小，而且可以抗熔融鋁的沖蝕作用。因此選擇 H13 來制造鋁合金壓鑄 模具 。 K) (800℃ )； 密度ρ： ,(20℃ )； ,(400℃ )； 各元素的作用 Cr 鉻和其他碳化物形成元素一起提供給鋼具有較高的淬透性和好的抗軟化能力，所以該鋼在空冷條件下能夠淬硬。但鉻的加入會(huì)增加碳化物的不均勻程度，致使鋼中會(huì)出現(xiàn)亞穩(wěn)定的共晶碳化物，這種碳化物現(xiàn)在國內(nèi)一般可用高碳鉻軸承鋼相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)予以評定。 Mo和 W 1/2W+M0的量至 1％以上時(shí)，會(huì)使材料 500℃以上進(jìn)行回火時(shí)仍獲得較高硬度，并具有二次 硬化能力。 W、 M0、 V、 Nb 鋼中加入 W、 M0、 V、 Nb等形成 M6C和 MC型碳化物的元素，能對奧氏體晶粒細(xì)化，也使溶入奧氏體后在回火過程中產(chǎn)生二次硬化效果。但 Si有損于韌度提高。人們已逐漸認(rèn)識到低 Si的效果主要有：減輕材料的偏析，改善宏觀組織均勻程度；減少凝固時(shí)液 /固界面上成分過冷，改善結(jié)晶的微觀組織和奧氏體晶粒細(xì)化；提高鋼的韌度以及抗熱裂能力和減低高溫疲勞裂紋擴(kuò)展速度以及高溫蠕變裂紋 擴(kuò)展速率 ,延緩鋼的貝氏體轉(zhuǎn)變 4 H13熱處理 加工工藝路線及 作用 12 鋁合金壓鑄模 上模 的生產(chǎn)工藝流程圖如下： 下料 鍛造 球化退火 粗加工 穩(wěn)定處理 精加工 淬火 兩次回火 鉗修 打磨 滲氮 熱處理工藝的作用 鍛后 熱處理 是在鍛造過程完成之后進(jìn)行的 ,其主要目的是防止和消除白點(diǎn)問題 。另外 ,可調(diào)整與改善鍛件在鍛造過程中形成的過熱與粗大組織 ,降低鍛件內(nèi)部化學(xué)成分與金相組織的不均勻性 ,細(xì)化鋼的奧氏體晶粒。 退火處理 退火：是將剛加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，?jīng)過保溫后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s，以降低硬度、改善組織、提高加工性的一種熱處理工藝。其主要目的： ① 在原材料階段進(jìn)行結(jié)晶組織的改良； ② 方便加工而降低硬度； ③ 防止加工后變形和淬火裂紋而去除內(nèi)應(yīng)力 ； 球 化退火。 淬火工藝 淬火：鋼的淬火就是將鋼加熱到臨界溫度（ Ac1或 A1）以上，保溫一定的時(shí)間使之奧氏體化后，以大于臨界冷卻速度的冷速進(jìn)行冷卻的一種工藝過程。 淬火規(guī)范 ① 淬火前：采用熱平衡法，提高模具加熱 和冷卻的整體一致性。 ② 模具的加熱：在加熱過程中要緩慢加熱（用 200℃ /h 升溫），并采用兩級預(yù)熱方式，防止快速升溫造成模具內(nèi)、外溫差過大，引起過大的熱應(yīng)力，同時(shí)減小相變應(yīng)力。 ④ 淬火冷卻：采用預(yù)冷方式，并通過調(diào)節(jié)氣壓與風(fēng)速，有效的控制冷卻速度，使之最大 限度地實(shí)現(xiàn)理想冷卻。模具冷卻到約 150℃時(shí)，關(guān)閉冷卻風(fēng)機(jī)，讓模具自然冷卻。 回火的目的： 14 ① 降低或消除淬火引起的殘余內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸； ② 提高淬火鋼的塑性和韌性，降低其脆性。 目的：高的硬度和耐磨性；高的疲勞強(qiáng)度；變形小而規(guī)律性強(qiáng)；較高的抗蝕性能。 ② 退火的組織 15 圖 2 H13 模具鋼球化退火組織： 點(diǎn)狀或球狀珠光體 +少量網(wǎng)狀分布的二次碳化物 淬火 規(guī)范 淬火溫度 1020℃ ，油冷卻，回火溫度 590℃ ，兩次回火，第二次回火溫度應(yīng)比第一次低 20℃ ，回火硬度 4749HRC。 ② 淬火溫度 10401080℃ ，保溫時(shí)間 ，出爐油淬，冷至130℃ 左右時(shí)，取出空冷 。加熱溫度 380400℃ ，保溫時(shí)間 1h，回火溫度 580600℃ ，保溫時(shí)間 2h。 ④ 淬火的組織與圖片 16 圖 3 H13 模具鋼 1040℃ 淬火組織：馬氏體（針狀、板條狀） +殘余奧氏體 +彌散分布的碳化物 +少量針狀下貝氏體 (500X) 真空淬火規(guī)范 預(yù)熱溫度一次 500550℃ ，二次 800820℃ ，真空度 。回火溫度 560600℃ ，硬度 4550HRC。淬火后的模具溫度在低于 70℃時(shí)就應(yīng)盡快回火，這對尺寸較大、形狀復(fù)雜的熱作模具尤為重要。 H13 模具鋼的回火工藝應(yīng)根據(jù)熱作模具的工作條件和具體的失效形態(tài)來確定回火溫度和硬度。 氮化處理 一 般壓鑄模經(jīng)淬火、回火（ 4547HRC）后就能使用，但為了提高模具的耐磨性、抗蝕性和抗氧化性，防止粘模，延長模具的壽命，必須進(jìn)行氮化處理。氮化后需要打光，磨去白亮層（厚約 左右） 17 H13 鋼熱處理工藝卡 表 3 鋁合金熱作模具的熱處理工藝卡 熱處理工藝卡 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 產(chǎn)品名稱 鋁合金熱作模具 零（部）件名稱 零件簡圖： 材料牌號 H13 零件重量 工藝路線 下料 鍛造 球化退火 粗加工 穩(wěn)定處理 精加工 淬火 兩次回火 鉗修 打磨 滲氮 技術(shù)條件 檢驗(yàn)方法 硬化層深度 ～ 能譜儀線分析 硬度 60HRC 洛氏硬度計(jì) 金相組織 馬氏體（針狀、板條狀）+殘余奧氏體 +彌散分布的碳化物 +少量針狀下貝氏體 金相顯微鏡微觀組織結(jié)構(gòu)檢測 力學(xué)性能 抗拉強(qiáng)度測試儀 允許變形 量 卡尺 工序號 工序名稱 設(shè)備 裝爐方式及數(shù)量 裝爐溫度 ℃ 加熱溫度 ℃ 加熱時(shí)間min 保溫時(shí)間 min 冷卻
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