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模具钢真空热处理变形如何校正?
2019-08-13 14:11:29
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闵行模具钢真空热处理价格

  模具钢真空热处理变形如何校正?


  ⒈机械校正


  采用机械或局部加热的方法使变形工件产生局部微量塑性变形,同时伴随着残余内应力的释放和重新分布达到校正变形的目的。常用的机械校正法有冷压校正、淬火冷却至室温前的热压校正、加压回火校正、使用氧-乙炔火焰或高频对变形工件进行局部加热的”热点”校正、锤击校正等。


  机械校正的零件在使用、放置过程中或进行精加工时,由于残余应力的衰减和释放可能部分地恢复原来的变形和产生新的变形。


  因此,对于承受高负荷的工件和精密零件,最好不要进行机械校正。必须进行机械校正时,校正达到的塑性应变应该超过模具钢真空热处理变形的塑性应变,但校正塑性变形量必须控制在很小的范围内,一般应大于弹性极限应变的10倍,小于条件强度极限的十分之一。


  校正要尽可能在淬火后应即进行,校正后应进行消除残余应力处理。模具钢真空热处理变形工件的校正,要求操作者具有熟练的技术并很费工时,因此,校正自动化是模具钢真空热处理工作者的一项重要任务。


  ⒉模具钢真空热处理校正


  对于因模具钢真空热处理胀大或收缩变形而尺寸超差的工件,可以重新使用适当的模具钢真空热处理方法对其变形进行校正。常用的模具钢真空热处理校正法有:


  ⑴在ac1温度下加热急冷法对胀大变形的工件进行收缩处理

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  工件不发生组织比体积变化的相变,因此,不会产生组织应力,只产生因心部和表面热收缩量不同而形成

的热应力。急冷时工件表面急剧收缩对温度较高塑性较好的心部施以压应力,使工件沿主导应力方向产生塑性收缩变形,这是模具钢真空热处理收缩处理的机理。


  钢的化学成分不同,其热传导和热膨胀系数不同,在ac1温度下加热后,钢的塑性和屈服强度也不相同,靠热应力所能达到的塑性收缩变形效果不尽相同,一般碳素钢和低合金钢的收缩效果比较明显,高碳高合金钢的收缩效果则比较差。


  收缩处理的加热温度应根据ac1选择,应保证在水中激冷时不淬硬为原则,对奥氏体稳定性差的碳钢可采用稍高于ac1的温度,以利用相变温度区的相变超塑性达到最大的收缩效果。各类钢的加热温度是;


  碳素钢ac1—20⌒ac1+20℃低合金钢ac1—20⌒ac1+10℃


  低碳高合金钢(1cr13、2cr13、18cr2ni4wa等)ac1—30⌒ac1+10℃


  奥氏体型耐热耐蚀钢850~1000℃


  加热时间应保证工件充分热透,冷却以食盐水激冷为最好。ac1温度下加热急冷收缩处理法,可以收缩处理各种不同形状的工件,如环形工件的内孔和外圆,扁方工件的孔、孔距尺寸及外形尺寸,轴类工件的长度以及某些需要局部尺寸收缩的工件等。


  ⑵利用淬火胀大的方法对收缩变形的工件进行胀大处理


  主要适用于形状简单的工件。其原理是利用淬火时工件表层发生马氏体相变时比体积增大,对尚未发生马氏体相变或未淬透的心部施以拉应力,通过心部拉伸塑性变形达到工件沿主导应力方向胀大的目的。


  对于低中碳钢和低中碳合金结构钢制造的工件,使用常规淬火加热温度的上限加热水淬时,在工件淬透或半淬透的情况下,可使主导应力方向胀大0.20~0.50%。形状简单的工件可以左或稍高于ac1温度下加热正火后,重复淬火1~2次。crmn、9crsi、gcr15、crwmn等过共析合金工具钢件,在原来未淬透的情况下,可按常规模具钢真空热处理规范的上限加热温度加热,并尽可能淬透或获得较深淬硬层,可使工件沿主导应力方向胀大0.15~0.20%。淬火后应经240~280c回火,这类钢的淬火胀大变形主要靠淬火时马氏体相变的比体积增大,故胀大变形量有限,并有淬裂的危险。


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  模具钢真空热处理技术应用效果


  (1)扩大了GCr15钢应用范围,一般地GCr15钢M淬火时套圈有效壁厚在12mm以下,但BL淬火时由于硝盐冷却能力强,若采用搅拌、串动、加水等措施,套圈有效壁厚可扩大至28mm左右。


  (2)硬度稳定、均匀性好


  由于BL转变是一个缓慢过程,一般GCr15钢需4h,GCr18Mo钢需5h,套圈在硝盐中长时间等温,表面心部组织转变几乎同时进行,因此硬度稳定、均匀性好,一般GCr15钢BL淬火后硬度在59~61HRC,均匀性≤1HRC,不象淬火时套圈壁厚稍大一些就出现硬度低、软点、均匀性差等问题。


  (3)减少淬火、磨削裂纹


  在铁路、轧机轴承生产中,由于套圈尺寸大、重量重,油淬火时M组织脆性大,为使淬火后获得高硬度常采取强冷却措施,结果导致淬火微裂纹;而BL淬火时,由于BL组织比M组织韧性好得多,同时表面形成高达-400~-500MPa的压应力,极大地减小了淬火裂纹倾向;在磨加工时表面压应力抵消了部分磨削应力,使整体应力水平下降,大大减少了磨削裂纹。


  (4)轴承使用寿命提高


  对于承受大冲击载荷的铁路、轧机轴承等,经M淬火后使用时主要失效形式为:装配时内套开裂,使用过程中受冲击外圈挡边掉块、内圈碎裂,而等温淬火轴承由于冲击韧性好、表面压应力,无论装配时内套开裂,还是使用过程中外套挡边掉块、内套碎裂倾向性大大减小,且可降低滚子的边缘应力集中。因此,经等温淬火后比M淬火后平均寿命及可靠性提高。


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