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精密復(fù)雜模具的變形原因往往是復(fù)雜的,但是我們只要掌握其變形規(guī)律,分析其產(chǎn)生的原因,采用不同的方法進行預(yù)防模具的變形是能夠減少的,也是能夠控制的。一般來說,對精密復(fù)雜模具的熱處理變形可采取以下方法預(yù)防。(1)合理選材。對精密復(fù)雜模應(yīng)選擇材質(zhì)好的微變形模具鋼(如空淬鋼),對碳化物偏析嚴(yán)重的模具鋼應(yīng)進行合理鍛造并進行調(diào)質(zhì)熱處理,對較大和無法鍛造模具鋼可進行固溶雙細(xì)化熱處理。(2)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計要合理,厚薄不要太懸殊,形狀要對稱,對于變形較大模具要掌握變形規(guī)律,預(yù)留加工余量,對于大型、精密復(fù)雜模具可采用組合結(jié)構(gòu)。(3)精密復(fù)雜模具要進行預(yù)先熱處理,消除機械加工過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。(4)合理選擇加熱溫度,控制加熱速度,對于精密復(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。(5)在保證模具硬度的前提下,盡量采用預(yù)冷、分級冷卻淬火或溫淬火工藝。(6)對精密復(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。火焰加熱表面淬火操作方法:用氧-混合氣體燃燒的火焰,噴射到鋼件表面上,快速加熱,當(dāng)達到淬火溫度后立即噴水冷卻。(7)對一些精密復(fù)雜的模具可采用預(yù)先熱處理、時效熱處理、調(diào)質(zhì)氮化熱處理來控制模具的精度。(8)在修補模具砂眼、氣孔、磨損等缺陷時,選用冷焊機等熱影響小的修復(fù)設(shè)備以避免修補過程中變形的產(chǎn)生。
二十世紀(jì)以來,金屬物理的發(fā)展和其他新技術(shù)的移植應(yīng)用,使金屬熱處理工藝得到更大發(fā)展。一個顯著的進展是1901~1925年,在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用轉(zhuǎn)筒爐操作氣體滲碳;30年代出現(xiàn)電位差計,使?fàn)t內(nèi)氣氛的碳勢達到可控,以后又研究出用二氧化碳紅外儀、氧探頭等進一步控制爐內(nèi)氣氛碳勢的方法;3.穩(wěn)定工件尺寸4.對于退火難以軟化的某些合金鋼,在淬火(或正火)后常采用高溫回火,使鋼中碳化物適當(dāng)聚集,將硬度降低,以利切削加工。60年代,熱處理技術(shù)運用了等離子場的作用,發(fā)展了離子滲氮、滲碳工藝 ;激光、電子束技術(shù)的應(yīng)用,又使金屬獲得了新的表面熱處理和化學(xué)熱處理方法。
感應(yīng)加熱表面淬火
操作方法:將鋼件放入感應(yīng)器中,使鋼件表層產(chǎn)生感應(yīng)電流,在極短的時間內(nèi)加熱到淬火溫度,然后噴水冷卻。
目的:提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度,心部保持韌性狀態(tài)。
應(yīng)用要點:1.多用于中碳鋼和中堂合金結(jié)構(gòu)鋼制件;2. 由于肌膚效應(yīng),高頻感應(yīng)淬火淬透層一般為1~2mm,中頻淬火一般為3~5mm,高頻淬火一般大于10mm.
鋁合金熱處理特點
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眾所周知,對于含碳量較高的鋼,經(jīng)淬火后立即獲得很高的硬度,而塑性則
很低。然而對鋁合金并不然,鋁合金剛淬火后,強度與硬度并不立即升高,至于
塑性非但沒有下降,反而有所上升。但這種淬火后的合金,放置一段時間,強度
和硬度會顯著提高,
而塑性則明顯降低。
淬火后鋁合金的強度、
硬度隨時間增長
而顯著提高的現(xiàn)象,稱為時效。時效可以在常溫下發(fā)生,稱自然時效,也可以在
高于室溫的某一溫度范圍(如
100
~
200
℃)內(nèi)發(fā)生,稱人工時效。