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影響沖壓模具變形與開裂的原因是多方面的,主要與原始組織、鋼材的化學(xué)成分、零件的結(jié)構(gòu)形狀及截面尺寸、熱處理工藝等因素有關(guān)。開裂往往是可以預(yù)防的,但是熱處理變形總是難以避免的。
在實(shí)踐中,截面尺寸的差異、沖壓模具零件的結(jié)構(gòu)形狀、熱處理(加熱—保溫—冷卻)過程中因加熱與冷卻的速率不同,在熱應(yīng)力、組織應(yīng)力及相變體積變化的綜合作用下,引起零件體積膨脹或收縮,從而使尺寸與形狀發(fā)生偏差、變形,甚至造成開裂。
但僅滿足熱力學(xué)條件是不夠的,在生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用還必須考慮動(dòng)力學(xué)條件,即反應(yīng)速度;提高反應(yīng)物的濃度和反應(yīng)溫度,雖然均可加速滲劑的分解,但受材料或工藝等因素的限制。
在實(shí)際生產(chǎn)中,使用催化劑以降低反應(yīng)過程的能,可使一個(gè)高能的單一反應(yīng)過程變?yōu)橛扇舾蓚€(gè)能的中間過渡性反應(yīng)過程,從而加速分解反應(yīng)。
鐵、鎳、鈷、鉑等金屬都是使氨或有機(jī)碳?xì)浠衔锓纸獾挠行Т呋瘎?,所以鋼件表面本身就是很好的催化劑,滲劑在鋼件表面的分解速率比其單獨(dú)存在時(shí)的分解速率可以提高好幾倍。
圓錐齒輪的前期失效形式首要包含齒面剝落和齒根折斷,而導(dǎo)致齒輪出現(xiàn)這兩種失效的首要原因是齒輪滲碳過程中使得齒輪發(fā)生了變形,這不但使得齒輪運(yùn)動(dòng)精度與裝配精度下降,并且使得齒輪的全體功能和使用壽命下降,是齒輪前期失效的一個(gè)重要原因。
導(dǎo)致齒輪變形的因素較多,其間尤其以熱處理過程中滲碳層剩余奧氏體含量過多,在齒輪后續(xù)加工和使用過程中剩余奧氏體進(jìn)一步發(fā)生轉(zhuǎn)變成馬氏體而發(fā)生的變形,這是導(dǎo)致圓錐齒輪前期失效問題的根本問題之一。