1、保證毛培鍛造件的質(zhì)量
模具的重要零件在機(jī)械加工前一般都需要對(duì)毛坯進(jìn)行鍛造,鍛造的目的不僅是提高材料的加工性能,更重要的是改善材料的使用性能,提高模具的承載能力。正確合理的鍛造件可以達(dá)到如下效果:
(1)消除碳化物質(zhì)偏析 高碳高合金模具鋼的原材料中,碳化物的分布極不均勻,常出現(xiàn)帶狀或網(wǎng)狀偏析,如不加以消除,將嚴(yán)重削弱剛的任性,使零件極易產(chǎn)生脆性斷裂。通過鍛造,可以是材料中的大塊碳化物破碎,并且分布均勻,減輕或消除碳化物偏析。
(2)控制材料流線 材料中的流線方向和分布狀況是材料各個(gè)方向的承載能力存在差異。通過鍛造,可以根據(jù)模具零件的形狀和受力方向,控制材料的流線方向,并是流線更加合理分布。
(3)提高材料密度 采用常規(guī)工藝生產(chǎn)的熱軋鋼材,常常存在許多微小的氣孔、裂紋等組織缺陷,使材料機(jī)械性能下降。通過鍛造,可以焊合氣孔和微裂痕,提高材料的密度,保證材料的機(jī)械性能。
但是,如果鍛造工藝不合理,不僅達(dá)不到目的,反而會(huì)出現(xiàn)各種鍛造缺陷,惡化材料的使用性能。例如:模具鋼的鍛造溫度范圍狹窄,操作中稍有不慎,就極易產(chǎn)生鍛造裂紋。鍛造時(shí)皮料冷卻速度過快,也容易出現(xiàn)裂橫。毛坯鍛造后需要經(jīng)退火處理,目的是消除鍛造應(yīng)力,細(xì)化晶粒,提高鋼的韌度,同時(shí)還能降低硬度以便于切削加工。如果退火不從分,仍保留粗大的晶粒和交大的內(nèi)應(yīng)力,模具零件在工作時(shí)容易斷離。如果流線的方向和分布不合理,也將降低零件的斷裂抗力。
2、保證零件的加工質(zhì)量
模具零件的加工質(zhì)量必須滿足設(shè)計(jì)要求,除此以外,應(yīng)著重注意下列問題:
(1)過度圓弧 零件尺寸過度外的圓弧半徑不得減少。圓弧與直徑的銜接應(yīng)保持平滑過渡,否則容易在銜接處產(chǎn)生疲勞裂紋。
(2)表面加工痕跡 模具成型表面不允許殘留任何刀具痕跡和劃傷痕跡,因?yàn)檫@些痕跡是誘發(fā)疲勞和熱疲勞裂紋的重要原因。
(3)加工裂紋 模具零件在加工時(shí),如果工藝條件選擇不當(dāng),表面材料出現(xiàn)許多微裂紋,就會(huì)直接影響零件的耐疲勞性和耐熱疲勞性,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致零件斷裂。例如:磨削時(shí)如果磨削用量、冷卻介質(zhì)選擇不當(dāng),砂輪選擇或修磨不當(dāng),都容易式零件表面產(chǎn)生燒傷和磨削裂紋;電火花加工、電火花線切割加工時(shí),如果電規(guī)準(zhǔn)選擇不當(dāng),零件表層材料就會(huì)產(chǎn)生許多顯微裂痕。
(4)凹模型孔倒錐 采用下料方式的沖裁模,如果凹模型孔出現(xiàn)倒錐,容易使制件或廢料堵塞在凹模型孔內(nèi),導(dǎo)致凹模脹裂或凸模折斷。
3、保證零件熱處理質(zhì)量
正確合理的熱處理是保證模具零件獲得所需技術(shù)性能的重要措施,但是,如果熱外處理規(guī)范選擇或操作不當(dāng),將嚴(yán)重降低零件的承載能力,危害模具安全。
常見的熱處理質(zhì)量問題有:
(1)淬火過熱 對(duì)于沖模等承受很大沖擊載荷的模具,應(yīng)避免淬火過熱。如果淬火過熱,就會(huì)使晶粒長大,導(dǎo)致材料沖擊韌性下降,疲勞裂紋的萌生時(shí)間縮短,擴(kuò)展速率加快。
(2)淬火溫度過低 對(duì)于壓鑄模、塑料模等熱加工模具,應(yīng)適當(dāng)提高淬火時(shí)的加熱溫度。如果淬火溫度過低,則模具零件在高溫時(shí)的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性較差,容易產(chǎn)生塑性變形和熱疲勞開裂。
(3)熱處理脫碳或增碳 零件在淬火加熱時(shí)未加保護(hù),容易造成表面層材料氧化脫碳或增碳。如果氧化脫碳層在后續(xù)加工中未被去除,將嚴(yán)重降低零件的耐磨性。表面增碳后,對(duì)于冷加工模具容易產(chǎn)生崩刃等斷裂失效,對(duì)于熱加工模具容易產(chǎn)生熱疲勞失效。
(4)應(yīng)力集中和裂紋 模具零件如果在淬火時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力集中和裂紋,在使用時(shí)將很容易產(chǎn)生斷裂破壞。應(yīng)力集中的部位容易萌生疲勞裂紋,影響零件的疲勞壽命。
(5)回火不充分或回火過度 如果回火時(shí)的溫度不夠或保溫時(shí)間不足,模具零件中將殘留較大的淬火應(yīng)力,并使材料的韌性下降,工作時(shí)容易產(chǎn)生斷裂。熱加工模具的回火溫度一般應(yīng)高于模具的工作溫度,以避免模具零件的表層材料在工作時(shí)發(fā)生回火轉(zhuǎn)變而產(chǎn)生組織應(yīng)力,降低其使用壽命?;鼗疬^度將降低模具零件的強(qiáng)度和硬度,使零件在工作時(shí)容易產(chǎn)生塑性變形,磨損速度也大大加快。