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精密復雜模具的變形原因往往是復雜的,但是我們只要掌握其變形規(guī)律,分析其產(chǎn)生的原因,采用不同的方法進行預防模具的變形是能夠減少的,也是能夠控制的。一般來說,對精密復雜模具的熱處理變形可采取以下方法預防。(1)合理選材。對精密復雜模應選擇材質好的微變形模具鋼(如空淬鋼),對碳化物偏析嚴重的模具鋼應進行合理鍛造并進行調質熱處理,對較大和無法鍛造模具鋼可進行固溶雙細化熱處理。(2)模具結構設計要合理,厚薄不要太懸殊,形狀要對稱,對于變形較大模具要掌握變形規(guī)律,預留加工余量,對于大型、精密復雜模具可采用組合結構。(3)精密復雜模具要進行預先熱處理,消除機械加工過程中產(chǎn)生的殘余應力。(4)合理選擇加熱溫度,控制加熱速度,對于精密復雜模具可采取緩慢加熱、預熱和其他均衡加熱的方法來減少模具熱處理變形。(5)在保證模具硬度的前提下,盡量采用預冷、分級冷卻淬火或溫淬火工藝。金屬加熱時,工件暴露在空氣中,常常發(fā)生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低),這對于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。(6)對精密復雜模具,在條件許可的情況下,盡量采用真空加熱淬火和淬火后的深冷處理。(7)對一些精密復雜的模具可采用預先熱處理、時效熱處理、調質氮化熱處理來控制模具的精度。(8)在修補模具砂眼、氣孔、磨損等缺陷時,選用冷焊機等熱影響小的修復設備以避免修補過程中變形的產(chǎn)生。
回火
操作方法:將淬火后的鋼件重新加熱到Ac1以下某一溫度,經(jīng)保溫后,于空氣或油、熱水、水中冷卻。
目的:1.降低或消除淬火后的內應力,減少工件的變形和開裂;2.調整硬度,提高塑性和韌性,獲得工作所要求的力學性能;3.穩(wěn)定工件尺寸。
應用要點:1.保持鋼在淬火后的高硬度和耐磨性時用低溫回火;在保持一定韌度的條件下提高鋼的彈性和屈服強度時用中溫回火;因此,它主要用于各種彈簧和熱作模具的處理,回火后硬度一般為HRC35-50。以保持高的沖擊韌度和塑性為主,又有足夠的強度時用高溫回火;2.一般鋼盡量避免在230~280度、不銹鋼在400~450度之間回火,因為這時會產(chǎn)生一次回火脆性。
氮化
操作方法:利用在5..~600度時氨氣分解出來的活性氮原子,使鋼件表面被氮飽和,形成氮化層。
目的:提高鋼件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度以及抗蝕能力。
應用要點:多用于含有鋁、鉻、鉬等合金元素的中碳合金結構鋼,以及碳鋼和鑄鐵,一般氮化層深度為0.025~0.8mm
淬火工件的硬度影響了淬火的效果。淬火工件一般采用洛氏硬度計測定其HRC值。淬火的薄硬鋼板和表面淬火工件可測定HRA值,而厚度小于0.8mm的淬火鋼板、淺層表面淬火工件和直徑小于5mm的淬火鋼棒,可改用表面洛氏硬度計測定其HRN值。