|
|
 |
|
 |
 |
一般来说,模具用料大多采用钢锭或圆钢或再生机件经锻打而成,也有直接割自热轧板料。坯料虽经锻打,但其内部的组织缺陷并末得到有效消除;板料和锻打的坯料均在不合理的流线分布,容易引起方向性效应而表现出力学性能的差异。因此调质在模具热处理中的第一个作用就是改善毛坯的原始组织——通过调质可有效改善原始组织中的粗大珠光体、二次碳化物及轻微带状偏析,亦可改善大截面模块心部的铸态组织。
调质在模具热处理中的第二个作用是改进工件表面的加工性能和加工质量。模坯锻打后,各种材质的模料表面硬度不一,加工性能差异很大,加工后的表面质量也不尽相同,通过调质到HRC25~35硬度,不仅可获得较好的切削加工性能,还能使模具精加工后获得高的光洁度。
有些要求表面硬度高的模具,在精加工后还需再经淬火或氮化处理(或其它表面处理),这时,调质的第三个作用就是作为最后热处理的预处理,一方面调质能充分消除各种加工的残余应力,减少最终处理时的变形和开裂的倾向;另一方面,调质可为需表面处理的模具作预硬化,可使氮化或表面硬化的模具既具有表面高硬度,又保持心部有较高的综合机械性能。
一般而言,调质处理主要适用于碳素结构钢和合金结构钢,如我们目前常用的45、40Cr、35CrMo、42CrMo、38CrMoAIA、P20等等,各类工具钢的预备热处理常规采用球化退火或完全退火的方法。在结构钢能满足模具性能要求的情况下,一般不采用工具钢调质来作为最后的热处理。
我们通常把模具调质后的硬度确定为HRC25~30,但并非说达到这个硬度的产品就是合格的调质,硬度不能作为衡量调质量的惟一标准,因为即便是调质后硬度相同的工件,如果是不一样的组织状态,其性能也是大相径庭的。这里,要强调一个“完全淬火”的概念,衡量工件是否“完全淬火”可用硬度检验的方法,我们把得到90%马氏体时的硬度称为实用最高淬火硬度,这一硬度作为“完全淬火”的硬度,把得到50%马氏体时的硬度称为实用最低淬火硬度,这一硬度作为“是否淬上火”的硬度界限,即在此硬度以上一律都当作淬上火,低于此硬度就不能算是淬上火。计算实用硬度可用下面的经验公式:
实用最高淬火硬度(HRC)=30+50×%C
实用最低淬火硬度(HRC)=24+40×%C
举个例子说明:对45钢,用上面的经验公式计算,实用最高淬火硬度为HRC52.5,实用最低淬火硬度为HRC42。因些,45钢淬火后,只有硬度达到HRC42以上才能算淬上火,硬度达到HRC52.5以上才能算完全淬火。只有完全淬火后回火的调质件才能使钢件更加强韧,不完全淬火后回火的性能就要差一些。而要达到完全淬火,必须考虑工件的淬透敏感性,但实际上,常用大多数结构钢的淬透直径都有限,对于壁厚超过淬透直径的模具零件,大部分都不能确保完全淬火,因些我们建议用于调质处理模坯一定要先进行初加工,有腔体的必须先挖出轮廓,以确保腔体表面能尽量多的淬上火。
三、关于模具材料的选择
近几年,随着模具制造技术的不断进步,模具制造者自身对模具的质量也越来越重视,过去常用的一些传统材料已越来越不适应模具越来越高的质量要求,面对新的模具材料不断地被开发,很多模具制造者在选择模具材料的问题上有时感到无所适从,有的一味追求高价格、高性能的进口材料,也有的热衷于使用低价却不能达到性能要求的普通材料,更多的是好钢用在刀刃上。这句话用在模具上,道理也是一样的。
由于钢种选择涉及的专业性较高,要求每个模具制造者都从专业的角度去考虑也是不现实的,这里仅介绍一些相关的基础知识。
1.选用钢种的原则
一般来说,选择钢材,就从技术性和经济性两方面来考虑。所谓技术性,是指所选用的钢材按常规的加工工艺制造能够满足它的服役条件,具有可靠的使用寿命。这里讲的服役条件的要求包括模具的受力状态即机械性能的要求,如抗拉强度、抗蠕变性、耐疲劳性、耐冲击性、耐磨性等等,还包括模具对使用温度和使用环境的要求,如抗高(低)温性能、抗腐蚀性能等。而要使所选钢材达到上述机械性能,又必须充分考虑该钢材的加工工艺性能,否则即使是最好的钢材,也是达不到最终目的的。当然,热处理加工更应予以重视,必须根据所设计模具的形状、大小和截面尺寸来选择具有相应淬透性的钢种,才能保证热处理后达到需要的机械性能。对于需要专门热处理工艺的模具零件,则必须选用适合该工艺的钢种,如氮化钢等。所谓经济性,是指在满足性能要求前提下,所选用的材料费用必须便宜。
2.选择钢种应考虑的几个方面
一般来说,选择钢种应根据模具零件的特点和要求,从以下几方面考虑:
(1)根据淬透性要求;
(2)根据抗拉强度的要求;
(3)根据抗蠕变性要求;
(4)根据耐疲劳性要求;
(5)根据耐蚀性要求;
(6)根据低温使用要求;
(7)根据加工性能要求;
(8)根据表面硬化处理要求。
|
|
 |
|
|