來源:鄭州高氏發表時間:2020-04-13 10:41:35
TlOA鋼模具是加工沖壓零件的重要模具。模具加工流程包含高頻淬火設備淬火工藝。生產中發現,模具在線切割加工中出現開裂,致使不少模具失效報廢。
開裂模具金相檢驗發現,工件表層為熔化凝固淬火層及高溫淬火層.厚度約50ptxn,稱為白亮層。這層白亮重熔區存在大量細微裂紋,裂紋自表面向內延伸擴展,白亮層組織為淬火馬氏體+殘留奧氏體多量。次層是重新淬火層。再次層為受熱高溫淬火層。再往里為基體組織。分析認為,模具線切割開裂是由于線切割加工時產生殘留應力過高,超過工件該部位抗拉強度造成的。經測定,線切割后模具表面殘留應力為620MPa。有資料介紹,通常由線切割加工產生的殘留應力約為250MPa左右,也就是說,工件加工中還存在另一種較高的殘留應力。試驗測定,TlOA鋼模在高頻淬火設備淬火后產生較大殘留應力,測試表明其殘留應力約為380MPa左右。金相觀察發現,組織中有較亮區域,晶界較明顯,表明回火不足。因此,TlOA鋼模具線切割開裂是模具淬火+低溫回火殘留應力(≈380MPa)和線切割加工殘留應力(≈250MPa)應力疊加的結果(≈630MPa),這一后表面殘留應力值(≈620MPa)是吻合的。
根據以上分析,提出TlOA鋼模具防止開裂失效工藝改進措施如下:(1)振動時效。模具高頻淬火設備淬火后,進行高頻振動時效(W2-86A振動時效儀)消除殘留應力。試驗發現,TlOA鋼模具淬火+低溫回火后經振動時效,其殘留應力從380MPa可裂應力基本解除;同時,振動時效使材料的強度提高,增強工件材料的變形抗力,使工件的尺寸穩定性得到改善和提高。該并且成本低穩定性得到改善和提高。該工藝特點是周期短,節能,工藝簡便并且成本低廉。(2)冷處理。將淬火后模具經-130gC冷處理后,立即放入50~60℃的熱水中,吹入蒸汽再進行高頻淬火設備淬火。采用冷處理,可使模具線切割開裂現象消失,并且使工件硬度提高1-2HRC,模具壽命提高明顯。如TlOA鋼凹模,經冷處理后,硬度提高到58-62HRC(原工藝處理后硬度為50 -60HRC) ,工件使用壽命從520件提高至1510件,約為原工藝使用壽命的3倍。分析認為,冷處理時工件表面產生從低溫急劇加熱現象,模具脹大,消除大部分淬火應力,其作用相當一次高溫淬火,但硬度下降;由于冷處理中殘留奧氏體轉變為馬氏體,工件硬度上升并且壽命提高。
T10A鋼模具采用上述工藝改進后,很好地解決了線切割加工中模具開裂失效問題,工件高頻淬火設備淬火處理質量提高,硬度和強度提高,工件使用壽命明顯提高,技術經濟效益顯著。