几种高碳钢模具包扎保护法.doc

杨李燕摘要模具在淬火加热或冷却的过程中,都要产生热应力和组织应力,特别是快速冷却时更为突出。应力的产生有两种情况:一种是零件受热或冷却时,内外温差所产生的热胀冷缩和组织转变的不同时性及转变成不同组织,因比容不同而产生的热应力和组织应力;另一种是零件因厚薄不均匀使各部位造成温差及各部组织转变的先后不同所造成的应力,两者之间,以后者为主,是导致模具变形开裂的主要因素。关键词淬火变形开裂引言在长期的生产实践中,人们创造了很多宝贵的经验,以减少淬火变形、开裂。如分级淬火、等温淬火、采用油——水——油三级淬火、空气预冷淬火、局部用油、水或肥皂液等介质预冷法、堵孔保护法等等。然而对高碳钢模具进行包扎,使各个部分厚薄达到均匀的目的,以减小应力,是行之有效的办法,安全可靠,容易操作。现讨论几种不同形状的高碳钢模具包扎方法。正文图1是成型模,材料T10A,硬度HRC58-62。按其形状综合分析,若把它看成一个100×180×470mm的简单平板,,有效厚度为100×=125mm。但测得与工作面C面处的最大厚度L又近似150mm,若按有效厚度125mm来确定水冷时间,C面的硬度可能偏低。若用L来计算有效厚度,因与C面相对称的另一面是直角,而不是平面,该处冷却速度比平面快,因此是不妥当的。参考圆锥体有效厚度的选择方法,在距离直角三分之一处找点,与C面垂直测得厚度近似120mm,有效厚度为120×=150mm,这样可以满足整个工作面的高硬度。但造成了两个危险区,因水冷时间偏长,模具可能在A处断裂或B处产生角裂。为有效地防止这两处险情的发生,用其他保护方法都难以奏效,只有采用包扎法为妥。为防止A处裂纹,在预料孔中装满填料,用夹板紧固;为防止B处角裂,加保护罩,内装填料,在非工作面处点焊牢靠(如图1所示)。这样就类似一个各处厚薄比较均匀的简单模块,在淬火是就不用再提心吊胆了。图2是落料模,材料T10A,硬度HRC58-62。按其形状综合分析,为保证整个工作刃口部分高硬度,应以80mm作为计算有效厚度尺寸。仍参考圆锥体有效厚度的选择方法,从b/3处找点,测得L尺寸大小,作为取系数的参考尺寸(可以不用太严格),,有效厚度应为80×=100mm。由此可见,对于厚度50mm处是个危险区,而缺口断裂、膨大或缩小,都会造成模具报废。为此,我们在50mm处的非工作面加保护铁,延缓该处的冷却速度,再在缺口处用钢棒电焊固定(如图2所示)。经热处理后检查,完全符合图纸要求。图3是成形模,材料T10A,硬度HRC56-60。模具形状简单,近似一个长方体,应选择100mm来计算有效厚度。考虑到是实心模,且比较厚,,有效厚度为100×=150mm,按3mm/s计算,水冷时间是50s。这么长的水冷时间,两侧面崩裂的可能性比较大。若用空气预冷或水、油、肥皂液等介质先将锐角进行预冷,会影响到锐角处工作面的硬度。从模具使用情况来分析,该处承受冲击力最大,磨削最严重,采用预冷法是不可取的。为此,我们在两侧面靠锐角处加保护铁电焊,再用铁丝扎紧,以防止脱落。保护后,将锐角改为钝角,大大减少了应力的过度集中,有效地防止了裂纹,同时也保证了该处的高硬度。图4是落料模,材料T10A,硬度HRC58-62。该落料模曾先后在淬火时产生了裂纹,一次是角