模具热处理变形分析及对策.doc

耐Ｈｔｔｐ①：／／ｗｗｗ．斯ｎｉｃｅｍ熏ａｃｈ黎撼Ｉ．㈣．模具一及热处一术．模具热处理变形分析及对策宿州市模具热处理研究中心（安徽宿州２３４０００）赵昌胜宿州市职业技术学院孙桂良【摘要】对模具材料、结构设计、残余应力、热处理加热工艺和冷却工艺、残留奥氏体等引起变形的原因进行分析，提出减少变形的对策。关键词：模具热处理；变形分析；对策ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＳｏｌｕｔｉｏｎｆｏｒＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＤｉｅ＆ＭｏｌｄＨｅａｔＴｒｅａｔｍｅｎｔ【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｎｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ，ａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｈａｔｃａｕｓｅｄｂｙｄｉｅｍｏｌｄｍａｔｅｒｉａｌ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎ，ｒｅｍａｉｎｉｎｇｓｔｒｅｓｓ，ｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｒｅｔａｉｎ澹?ａｕｓｔｅｎｉｔｅ，ａｎｄＳＯｏｎ．ＰｒｏｐｏｓｅｄｓｏｌｕｔｉｏｎｓｔｈａｔＣＯＵｌｄｒｅｄｕｃｅｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｅｍｏｌｄｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ；ｓｏｌｕｔｉｏｎ１引言模具的品种规格较多、形状复杂、表面粗糙度值低、制造难度大。模具热处理后产生变形将严重影响模具的质量和使用寿命，因此，减少和预防模具热处理变形是广大模具热处理工作者的重要研究课题。众所周知，模具在热处理时，特别是在淬火过程中，由于模具截面各部分加热和冷却速度的不一致性而引起的温度差和组织转变的不等时性等原因，使模具截面各部分体积胀缩不均匀，组织转变的不均匀，从而引起“组织应力”和模具内外温差所引起的热应力。当其内应力超过模具材料的屈服极限时就会引起模具的变形。因此本文试就模具变形状况、变形原因进行研究来探讨减少和控制模具变形的措施，以提高模具产品的质量和使用寿命。本文也是“模具热处理缺陷及预防”（刊登于《模具制造）２００７年第９期文章）的补充。２模具材料的影响及对策模具制造的第一步首先是选材，材质的优劣直接影响模具的质量。２．１模具的选材影响及对策（１）模具选材的影响。某机械厂从经济和热处理简便考虑，选择ＴＩＯＡ钢制造较复杂的冷挤压模具，硬度要求５６－６０ＨＲＣ，热处理后模具硬度符合技术要求，但模具变形较大，无法使用，造成模具报废。（２）对策。后来该厂采用微变形钢Ｃｒｌ２钢制造，模具热处理后硬度和变形量都符合技术要求。因此制造形状复杂，要求变形小的模具，要尽量选用变形较小合金模具钢。２．２模具材质的影响及对策模具材质的好坏也严重影响模具热处理后的变形，这是模具材料内部缺陷所致。（１）模具的材质对变形的影响及产生的原因。某厂送来一批Ｃｒｌ２ＭｏＶ钢较复杂模具，模具都带有较大圆孔和方孔，模具热处理后，部分模具圆孔出现椭圆、方孔出现胀缩，造成模具报废。一般来说Ｃｒｌ２ＭｏＶ钢是微变形钢，不应该出现较大变形。对变形较严重的模具进行金相分析发现，Ｃｒｌ２ＭｏＶ钢中含有较多共晶碳化物，且呈带状和块状分布。模具的变形就是因为模具钢中存在不均匀性碳化物，碳化物的膨胀系数比钢的基体组织小３０％左右，加热时它阻止模具内孔膨胀，冷却时又阻止模具?７４?《模具制造｝２００８年第３期

万方数据

?模具材料及热处理技术?耐①斯鼎飘徽‘飞真模：０７６好９－２２帮７０８手２４０Ｈｔｔｐ－＃ｗｗｗ．ｎｉｃｅｍａｃｈｉｎｅ．ｎｅｔＥ—ｍａｉｌ：[e-mail]内孔收缩，使模具内孔发生不均匀的变形。（２）对策。ａ．在制造形状复杂的模具时，要尽量选择大厂生产的碳化物偏析较小的模具钢，不要图便宜，选用小钢厂生产的材质较差的钢材。ｂ．对存在碳化物偏析严重的模具钢要进行合理锻造，来打碎碳化物晶块，降低碳化物分布的等级，消除钢材性能的各向异性。ｃ．对锻后的模具钢要进行调质热处理，使之获得碳化物分布均匀、细小和弥散的索氏体组织，从而减少模具热处理后变形。ｄ．对于尺寸较大或无法锻造的模具，可采用固溶双细化处理，使碳化物细化、分布均匀、棱角圆整化，可达到减少模具热处理变形的目的。３模具结构设计的影响及对策一些模具在选材时严格按高质量要求选材，但由于模具结构设计不合理，如薄边、尖角、沟槽、突变的台阶、厚薄悬殊、结构不对称等，造成模具热处理后变形较大。３．１模具变形的原因由于模具各处厚薄不均、结构不对称、存在尖锐角等，因此在淬火时容易引起各部位之间的热应力和组织应力的不同，使模具淬火后产生变形。３．２对策模具设计时，在满足实际生产需要的情况下，应尽可能减少模具厚薄悬殊、结构不对称，在模具的厚薄交界处，应尽可能采用平滑过渡等结构设计。根据模具的变形规律，预留加工余量，使淬火后不致于因为模具变形而使模具报废。对形状复杂的模具，为使淬火时冷却均匀，可采用组合结构。４模具冷加工及残余应力的影响及对策在实际生