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10
2022
-
01
模具深冷處理的原理和應用
模具的后加工，包括磨削和電加工，在加工表面產(chǎn)生局部高熱，這將導致模具表面結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。表面產(chǎn)生的初生馬氏體增加了模具表面和凹坑的脆性，降低了模具的抗疲勞性能，同時降低了模具的耐磨性，過度研磨和放電也會導致表面裂紋。
模具的后加工，包括磨削和電加工，在加工表面產(chǎn)生局部高熱，這將導致模具表面結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。表面產(chǎn)生的初生馬氏體增加了模具表面和凹坑的脆性，降低了模具的抗疲勞性能，同時降低了模具的耐磨性，過度研磨和放電也會導致表面裂紋。
淬火奧氏體在常溫下不能完全轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，例如D2材料的殘余奧氏體在正常淬火后不能轉(zhuǎn)變到20%，但在350°以下回火時，殘余奧氏體的量幾乎沒有變化。但在模具的后加工和使用中，如電火花加工、高速沖壓中的磨削和摩擦加熱等，容易使殘余奧氏體進一步轉(zhuǎn)變，模具的抗沖擊性變差由于初生馬氏體的脆性大。同時由于馬氏體和奧氏體的體積比不同，殘余奧氏體的不穩(wěn)定會導致孔徑垂直度的降低和WEDM定位精度的損失，從而導致夾線，以及模具在使用和儲存過程中精度的變化。
殘余應力的影響：模具淬火的殘余應力來自兩個方面：一是馬氏體相變引起的結(jié)構(gòu)應力；二是加熱和冷卻不均勻引起的體積應力。這兩種殘余應力一般是拉應力。殘余拉應力的存在降低了模具的實際承載能力，即模具的疲勞壽命。殘余應力的存在將容易改變模具在受到外力時的尺寸。同時模具加工過程中產(chǎn)生的應力重新分布，往往使加工精度難以達到，嚴重時甚至造成模具開裂。
深冷處理和超深冷處理的機理：淬火過程中，材料從奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。由于馬氏體體積大，使奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變越來越困難，在材料內(nèi)部造成很大的壓應力，導致轉(zhuǎn)變失敗。殘余奧氏體稱為殘余奧氏體，是在室溫下的一種變化。馬氏體的體積會縮小，如果轉(zhuǎn)變環(huán)境的溫度急劇下降，其外圍的壓應力會降低，這樣殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變就可以再次進行，這就是深冷處理的機理。一般來說，在室溫淬火后，D2材料會保留20%的奧氏體，在-196°時，殘余奧氏體量會下降到2~4%，在-80°時會保留10%。
深冷處理的效果如下：1、殘余奧氏體幾乎全部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，模具硬度提高；2、殘余應力大大降低；3、耐磨性提高；4、提高WEDM的加工性能，減少粗切孔徑的垂直度偏差，具有良好的精度穩(wěn)定性，無需夾絲即可切割大或薄工件；5、室溫變化引起的模具尺寸線性變化比常規(guī)處理可減少三分之二，有利于高精度模具尺寸的保持；6、沖壓缺口的使用壽命明顯延長，模具的使用成本可以明顯降低。
模具
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