關(guān)于精密模具熱處理變形原因與處理

王 蔓 劉建平

（1.沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043；2.駐黎明公司軍代表室，遼寧 沈陽(yáng) 110043）

為了促進(jìn)模具生產(chǎn)企業(yè)的綜合效益的提升，我們要進(jìn)行精密模具的熱處理變形環(huán)節(jié)的分析，促進(jìn)其內(nèi)部運(yùn)作模式的深化，以滿足實(shí)際工作的需要。

1 關(guān)于精密模具熱處理環(huán)節(jié)的分析

為了促進(jìn)精密模具熱處理系統(tǒng)的健全，我們要針對(duì)其內(nèi)部運(yùn)作模式，進(jìn)行深化應(yīng)用，確保其模具的熱處理環(huán)節(jié)的優(yōu)化，確保其熱處理模式的深化應(yīng)用，為此我們要進(jìn)行其相關(guān)模具的有效應(yīng)用，確保其微變形剛的有效選擇，通過對(duì)其空淬鋼的應(yīng)用，滿足實(shí)際工作的需要，某工廠提供了一系列的鋼雜模具，該模具的圓孔是標(biāo)準(zhǔn)類型的，通過其熱處理模式的應(yīng)用后，有些模具圓孔出現(xiàn)嚴(yán)重變形情況，導(dǎo)致其模具的報(bào)廢。該型號(hào)的鋼是一種微變形鋼，按照相關(guān)理論，我們得知其不會(huì)產(chǎn)生較大的變形情況，我們通過相關(guān)模具的深化分析，得出其磨具鋼內(nèi)部含有一系列的共晶碳化物，這些碳化物呈現(xiàn)塊狀分布模式，其模具的橢圓形狀的出現(xiàn)正是由于這一系列的共晶碳化物導(dǎo)致的，其影響了鋼模具的日常熱處理模式的應(yīng)用，無論是加熱還是冷卻，都一定程度導(dǎo)致了其模具的圓孔的變形。

2 關(guān)于模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)及其模具制造環(huán)節(jié)的分析

為了滿足實(shí)際工作的需要，我們要進(jìn)行其模具選材環(huán)節(jié)及其材質(zhì)應(yīng)用環(huán)節(jié)的優(yōu)化，確保其模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的優(yōu)化，確保其模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，確保其模具熱處理模式的深化應(yīng)用，確保其模具的有效應(yīng)用，避免出現(xiàn)一系列的變形的現(xiàn)象，促進(jìn)其內(nèi)部熱應(yīng)力環(huán)節(jié)及其組織應(yīng)力環(huán)節(jié)的有效應(yīng)用，確保其模具淬火環(huán)節(jié)的完善。設(shè)計(jì)模具時(shí)，在滿足實(shí)際生產(chǎn)需要的情況下，應(yīng)盡量減少模具厚薄懸殊，結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，在模具的厚薄交界處，盡可能采用平滑過渡等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)模具的變形規(guī)律，預(yù)留加工余量，在淬火后不致于因?yàn)槟＞咦冃味鼓＞邎?bào)廢。對(duì)形狀特別復(fù)雜的模具，為使淬火時(shí)冷卻均勻，可采用組合結(jié)構(gòu)。

在實(shí)際工作場(chǎng)景中，我們發(fā)現(xiàn)有些模具在經(jīng)過熱處理之后，其發(fā)生了較大的變形現(xiàn)象，我們對(duì)該現(xiàn)象展開分析，得知其機(jī)械加工環(huán)節(jié)及其熱處理環(huán)節(jié)的不協(xié)調(diào)運(yùn)行，導(dǎo)致其實(shí)際工作的不協(xié)調(diào)運(yùn)行，從而導(dǎo)致了一系列的模具變形問題，粗加工后、半精加工前應(yīng)進(jìn)行一次去應(yīng)力退火，降低淬火溫度，減少淬火后的殘余應(yīng)力。

3 關(guān)于熱處理加熱工藝環(huán)節(jié)及其殘留奧氏體環(huán)節(jié)的分析

在模具的熱處理過程中，其變形現(xiàn)象的發(fā)生是由一系列的因素導(dǎo)致的，而不是其單純的冷卻導(dǎo)致的，有些復(fù)雜模具，由于其加工工藝環(huán)節(jié)的缺乏，不能確保其模具的變形環(huán)節(jié)的有效控制，從而導(dǎo)致了一系列的模具處理難題的出現(xiàn)。其加熱速度的提升，一定程度上也影響著模具的變形環(huán)節(jié)的控制。在鋼加熱的過程中，由于其各個(gè)環(huán)節(jié)的溫度均勻性，也導(dǎo)致其模具內(nèi)部各個(gè)環(huán)節(jié)的膨脹的不一致性，從而導(dǎo)致了模具變形現(xiàn)象的產(chǎn)生。從而形成因加熱不均的內(nèi)應(yīng)力。在鋼的相變點(diǎn)以下溫度，不均勻的加熱主要產(chǎn)生熱應(yīng)力，超過相變溫度加熱不均勻，還會(huì)產(chǎn)生組織轉(zhuǎn)變的不等時(shí)性，既產(chǎn)生組織應(yīng)力。因此加熱速度越快，模具表面與心部的溫度差別越大，應(yīng)力也越大，模具熱處理后產(chǎn)生的變形也越大。預(yù)防措施對(duì)復(fù)雜模具在相變點(diǎn)以下加熱時(shí)應(yīng)緩慢加熱，一般來說，模具真空熱處理變形要比鹽浴爐加熱淬火小得多。

有一些高合金磨具鋼在相關(guān)的淬火及其低溫回火環(huán)節(jié)運(yùn)作后，其模具的體積發(fā)生的一系列的變化，這是由于其模具淬火環(huán)節(jié)所影響，導(dǎo)致其較多的殘留奧氏體，這是因?yàn)檫@一系列的奧氏體，從而導(dǎo)致其鋼內(nèi)部組織的不屑運(yùn)行，導(dǎo)致其高合金鋼模具的自身體積的減小。適當(dāng)降低淬火溫度。正如前面敘述過的淬火加熱溫度越高，殘留奧氏體量越大，因此選擇適當(dāng)?shù)拇慊鸺訜釡囟仁菧p少模具縮小的重要措施。一般在保證模具技術(shù)要求的情況下，要考慮模具的綜合性能，適當(dāng)降低模具的淬火加熱溫度。

4 對(duì)于冷卻介質(zhì)及其冷卻方法的分析

模具的熱處理變形現(xiàn)象的發(fā)展是由于其淬火冷卻環(huán)節(jié)所影響的，這是一個(gè)因素，當(dāng)模具冷卻到一定程度后，其鋼結(jié)構(gòu)組織會(huì)發(fā)現(xiàn)一系列的相變，從而導(dǎo)致其熱應(yīng)力環(huán)節(jié)、組織應(yīng)力環(huán)節(jié)不協(xié)調(diào)性，其冷卻到速度的提升，導(dǎo)致其應(yīng)力水平的提升，從而促進(jìn)其模具的變形程度的拉大，不利于其模具的熱處理變形環(huán)節(jié)的有效控制，從而導(dǎo)致一系列的現(xiàn)實(shí)難題。在保證模具硬度要求的前提下，盡量采用預(yù)冷，對(duì)于碳素鋼和低合金模具鋼可預(yù)冷至棱角部位發(fā)黑。對(duì)于在珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)過冷奧氏體較穩(wěn)定的鋼種可預(yù)冷至700℃左右。采用分級(jí)冷卻淬火能顯著減少模具淬火時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，是減少一些復(fù)雜模具變形的有效方法。對(duì)一些精密復(fù)雜模具，采用等溫淬火能顯著減少變形。

在實(shí)際工作中，影響精密復(fù)雜模具變形的因素是比較多的，為了滿足實(shí)際工作的需要，我們要進(jìn)行其相關(guān)變形規(guī)律的掌握，確保其變形因素的分析，確保相關(guān)模式的應(yīng)用，確保其模具變形現(xiàn)象的避免，確保其模具運(yùn)作效益的提升。我們要進(jìn)行相關(guān)預(yù)算措施的應(yīng)用，我們要進(jìn)行其微變形磨具鋼的材質(zhì)的選擇，確保其模具鋼環(huán)節(jié)的不斷優(yōu)化，促進(jìn)其調(diào)質(zhì)熱處理環(huán)節(jié)的深化，確保其相關(guān)熱處理模式的應(yīng)用，在此過程中，我們也要進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的健全，確保其尺寸厚度的有效控制，確保其變形規(guī)律的有效了解，促進(jìn)其相關(guān)組合機(jī)構(gòu)模式的應(yīng)用，以滿足實(shí)際工作的需要。精密復(fù)雜模具要進(jìn)行預(yù)先熱處理，消除機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。合理選擇加熱溫度，控制加熱速度，對(duì)于精密復(fù)雜模具可采取緩慢加熱、預(yù)熱和其他均衡加熱的方法來減少模具熱處理變形。在保證模具硬度的前提下，盡量采用預(yù)冷、分級(jí)冷卻淬火或溫淬火工藝。對(duì)精密復(fù)雜模具，在條件許可的情況下，盡量采用真空加熱淬火和淬火后的深冷處理。對(duì)一些精密復(fù)雜的模具可采用預(yù)先熱處理、時(shí)效熱處理、調(diào)質(zhì)處理來控制模具的精度。正確的熱處理工藝操作和合理的回火熱處理工藝也是減少精密復(fù)雜模具變形的有效措施。

[1]于影霞，何柏林，李力.國(guó)內(nèi)外模具材料的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].熱加工工藝，2009.

[2]熊惟皓，周理.模具材料及熱處理[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.