淺談模具毛坯鍛造對熱擠壓模具失效的影響及對策
作者:武運生
來源:晉機集團鍛壓分公司
評論: 更新日期:2013年11月23日
(二)鍛錘噸位的選擇
實施鍛造的鍛錘,其噸位的選擇應(yīng)和模具毛坯的重量及模具材料的變形相適應(yīng),鍛錘噸位過小,鍛打不深不透,心部組織得不到改善;噸位過大,則容易打擊過重,造成錘裂。鍛造熱擠壓模具毛坯時,鍛錘的噸位應(yīng)大些。鍛錘噸位的選擇見下表:
鍛件重量/kg | <10 | <20 | <30 | <40 | <50 | <80 |
鍛錘噸位/kg | 250 | 400 | 500 | 750 | 1000 | 2000 |
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(三)鍛造溫度區(qū)間和鍛后冷卻。
模具毛坯的鍛造溫度區(qū)間和鍛后冷卻方式應(yīng)根據(jù)模具材料的成分合理選擇,始鍛溫度應(yīng)使坯料具有高的塑性和低的塑變抗力,但溫度也不宜過高,以免過燒過熱,終鍛溫度應(yīng)考慮不引起鍛裂或產(chǎn)生過大的內(nèi)應(yīng)力而不宜過低,但終鍛溫度過高,會引起晶粒長大等缺陷。
模具毛坯鍛造后的冷卻,原則上既要防止冷卻過慢又要防止冷卻過快產(chǎn)生過大的內(nèi)應(yīng)力,甚至造成裂紋,因此,鍛完應(yīng)及時將鍛件埋入熱沙或灰坑中緩冷。
常用熱模具鋼的加熱、鍛造溫度及冷卻方法見下表
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鋼?號 | 預(yù)熱溫度/℃ | 加熱溫度/℃ | 鍛造溫度/℃ | 冷卻方法 |
始 鍛 | 終 鍛 |
3Cr2W8V | 800 | 1120-1170 | 1050-1120 | 850-900 | 灰冷 |
H13 | 800 | 1120-1180 | 1070-1120 | 840-880 | 灰冷 |
5CrMnMo | 800 | 1100-1180 | 1080-1150 | 800-850 | 灰冷 |
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(四)模具毛坯的鍛造方式
1、基本鍛造方式?為了改善模具毛坯中的碳化物的均勻性和流線分布的合理性,應(yīng)采取軸向鐓拔、橫向鐓拔和多向鐓拔。
軸向鐓拔是沿鋼料軸向反復(fù)墩粗拔長。這種方法是組織最細密的鋼材表面在鐓拔后仍處于圓周表面,適用于工作部分沿圓周分布的重載模具,但是心部金屬流動較少,組織改善效果較差。
橫向鐓拔是將鋼料周向鐓拔后轉(zhuǎn)90度方向,沿垂直于流線的方向作作多次鐓拔成形。這種鍛造方法是鋼材原來的表面層處于模具的端面,且心部組織改善效果良好,因而適用于工作部分位于端面的模具,如壓型沖頭等。
多項鐓鍛綜合了軸向、橫向鍛造的優(yōu)點,是沿三維方向?qū)︿摿线M行反復(fù)換向的鍛造。這種方法易使鋼料鍛透,變形均勻,碳化物細碎,對組織改善程度高,因而是獲得優(yōu)質(zhì)模具毛坯的最佳方式。這也是我們鍛造沖盂沖頭、收口模等模具最常用的方法。
2、熱擠壓模具的鍛造特點
熱擠壓模具承受較大的機械載荷,這類模具的鍛造目的之一是使熱處理后獲得高的強韌性,為此,應(yīng)該用足夠能量的鍛錘,采用一定的鍛造方式,使模具毛坯的基本組織致密,碳化物顆粒細小均勻,同時應(yīng)使流線合理分布,使鋼料表層配置于工作部位,使流線方向和易斷裂面垂直,使流線沿著型腔(體)表面連續(xù)分布。
對于工作部位處于圓周表面的模具,如各種沖盂模、收口模、成型模等,鍛造時應(yīng)使表面一定深度處的組織、碳化物得到細化,使流線沿鍛坯的軸向或者徑向分布,以便提高工作部位的強度并減小淬火時外圓及內(nèi)孔的變形。
對于工作部位處于端面的各種壓型沖頭等模具,因采取變換端面鍛造或橫向反復(fù)鐓拔,使鋼材表面層變換至模具端部,同時使流線呈環(huán)狀分布,使流線沿型腔輪廓分布,以便提高模具的強韌性。
綜上所述,制定合理的鍛造工藝,采用正確的鍛造方法是保證模具毛坯質(zhì)量,提高模具使用壽命,降低生產(chǎn)成本的一個重要環(huán)節(jié)。隨著公司軍民品產(chǎn)品的升級換代,對模具的質(zhì)量要求日益提高;隨著各種模具新材料的使用,對模具毛坯的鍛造技術(shù)要求也日益提高。我們要努力學(xué)習(xí)認真鉆研國內(nèi)外同行在模具鋼鍛造方面的新技術(shù)、新工藝、新方法,使我們模具鋼的鍛造水平上一個新臺階,為公司的發(fā)展作出一個鍛工應(yīng)有的貢獻。
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二〇〇九年十二月十八日