En la actualidad, en la fabricación de moldes, se han aplicado EDM, molienda de conformado, corte de alambre y otros procesos nuevos, que han resuelto los problemas del procesamiento complejo de moldes y la deformación del tratamiento térmico. Sin embargo, estos nuevos procesos no han sido universalmente aplicables debido a diversas condiciones. Por lo tanto, cómo reducir la deformación del tratamiento térmico de la matriz sigue siendo un tema muy importante.

El molde general requiere alta precisión. Después del tratamiento térmico, es inconveniente o incluso imposible llevar a cabo el procesamiento y la calibración. Por lo tanto, incluso después del tratamiento térmico, incluso si las propiedades de la estructura han alcanzado los requisitos, si la deformación es pobre, aún se eliminará debido a la irremediabilidad. No solo afecta la producción, sino que también causa pérdidas económicas.

La ley general de la deformación del tratamiento térmico no se trata aquí. El siguiente es un breve análisis de algunos factores que afectan la deformación del molde.

Efecto de los materiales del molde sobre la deformación del tratamiento térmico

El efecto del material sobre la deformación del tratamiento térmico incluye tanto la composición química del acero como la estructura original.

Desde la perspectiva del material en sí, la distorsión del tratamiento térmico está influenciada principalmente por la influencia de la composición en la templabilidad, el punto M y similares.

Cuando el acero para herramientas de carbono se enfría con agua y aceite a temperaturas normales de enfriamiento, genera un gran estrés térmico por encima del punto Ms; Cuando se enfría por debajo del punto Ms, la austenita se transforma en martensita, causando tensión en el tejido, pero debido a la escasa templabilidad del acero al carbono para herramientas, el valor de la tensión del tejido no es grande. Además del bajo punto Ms, la plasticidad del acero ya es muy pobre y la deformación plástica no es fácil de producir durante la transformación de la martensita. Por lo tanto, las características de deformación causadas por la tensión térmica se retienen y la cavidad del molde tiende a contraerse. Sin embargo, si la temperatura de enfriamiento aumenta (> 850 ° C), también puede estar dominada por el estrés del tejido y la cavidad tiende a hincharse.

Cuando se usan aceros 9Mn2V, 9SiCr, CrWMn, GCr15 y otros aceros para herramientas de baja aleación para hacer moldes, la ley de deformación de temple es similar a la de los aceros para herramientas de carbono, pero la cantidad de deformación es menor que la de los aceros para herramientas de carbono.

Para algunos aceros de alta aleación, como el acero Cr12MoV, debido a su alto contenido de carbono y elementos de aleación, el punto Ms es más bajo, por lo que hay más austenita residual después del temple, que tiene una expansión de volumen debido al efecto de contrarrestar la martensita, por lo tanto, el la deformación después del enfriamiento es bastante pequeña, generalmente con enfriamiento por aire, enfriamiento por aire, enfriamiento con baño de sal, la cavidad del molde tiende a una micro expansión; Si la temperatura de enfriamiento es demasiado alta, aumenta la cantidad de austenita retenida, tipo La cavidad también puede reducirse.

Si el molde está hecho de acero estructural al carbono (como el acero 45) o algún acero estructural de aleación (como el 40Cr), debido a su punto Ms más alto, cuando la superficie comienza la transformación de martensita, la temperatura del núcleo es aún mayor y el rendimiento La fuerza es mayor. Inferior, con cierta plasticidad, la superficie del corazón de la tensión instantánea del tejido a la tracción, fácil de exceder el límite elástico del corazón y la cavidad tiende a hincharse.

La estructura original del acero también tiene cierta influencia en la deformación de temple. La "estructura original en bruto del acero" a la que se hace referencia aquí incluye el grado de inclusiones en el acero, el nivel de estructura con bandas, el grado de segregación de componentes, la direccionalidad de la distribución de carburos libres, etc., y las diferentes estructuras obtenidas por diferentes tratamiento de precalentamiento (como perlita, sorbita templada, troostita templada, etc.). Para los aceros de molde, las principales consideraciones son la segregación de carburo, la forma del carburo y la morfología de distribución.

La segregación de carburos en aceros de alta aleación con alto contenido de carbono (como los aceros Cr12) tiene un efecto particularmente pronunciado en la deformación de temple. Debido a la falta de uniformidad de la composición después de que el acero se calienta al estado de austenita debido a la segregación de carburos, los puntos Ms en diferentes regiones serán altos o bajos. Bajo las mismas condiciones de enfriamiento, se produce la primera transformación de austenita a martensita, y el volumen específico de martensita convertida conduce a un pequeño volumen específico. Incluso puede haber algunas regiones bajas en carbono y bajas aleaciones. La martensita no se obtiene en absoluto (bainítico, troostita, etc.), todo lo cual da como resultado una deformación desigual de la pieza después del enfriamiento.

Las diferentes distribuciones de carburos (en forma de gránulos o fibras) tienen diferentes efectos sobre la expansión y contracción de la matriz y, por lo tanto, también afectan la deformación después del tratamiento térmico. Generalmente, los carburos se hinchan en la dirección de las fibras de carburo y son más pronunciados. Si bien la dirección perpendicular a la fibra se reduce, pero no es significativa, algunas fábricas han hecho disposiciones especiales para esto, la superficie de la cavidad debe ser perpendicular a la dirección de las fibras de carburo para reducir la deformación de la cavidad, cuando los carburos son granular Distribuida uniformemente, la cavidad muestra una expansión y contracción uniformes.

Además, el estado del tejido antes del tratamiento térmico final también tiene un cierto impacto en la deformación, por ejemplo, la organización original de la perlita esférica que la tendencia a la deformación de la perla escamosa después del enfriamiento es menor. Por lo tanto, un molde con un requisito estricto de deformación a menudo se somete a un tratamiento de templado después del procesamiento en bruto, y luego se somete a un proceso de acabado y un tratamiento térmico final.

Efecto de la geometría del molde sobre la deformación

La influencia de la geometría del molde sobre la deformación del tratamiento térmico en realidad actúa a través del estrés térmico y el estrés del tejido. Dado que la forma del molde es variada, aún es difícil resumir la regla de deformación exacta.

Para moldes simétricos, la tendencia a la deformación de la cavidad se puede tener en cuenta de acuerdo con el tamaño de la cavidad, las dimensiones externas y la altura. Cuando el molde tiene una pared delgada y una altura pequeña, es más fácil endurecerlo. En este momento, el estrés del tejido puede desempeñar un papel dominante. Por lo tanto, la cavidad tiende a hincharse. Por el contrario, si el grosor y la altura de la pared son grandes, es difícil endurecerlos. En este momento, el estrés térmico puede desempeñar un papel principal. Por lo tanto, la cavidad tiende a encogerse. Aquí hay una tendencia general, en la práctica de producción, debemos considerar la forma específica de las piezas, el tipo de acero utilizado y el proceso de tratamiento térmico a considerar, a través de la práctica para resumir la experiencia. Debido a la producción real, las dimensiones externas del molde a menudo no son las principales dimensiones de trabajo, y después de la deformación, pueden corregirse mediante rectificado o similares. Por lo tanto, el análisis anterior se centra principalmente en la tendencia a la deformación de la cavidad.

La deformación de los moldes asimétricos también es el resultado de una combinación de estrés térmico y estrés tisular. Por ejemplo, para el troquel de borde delgado de pared delgada, debido a que la pared del troquel es delgada, la diferencia de temperatura interna y externa durante el enfriamiento es pequeña, por lo que el estrés térmico es pequeño; pero es fácil de endurecer y el estrés del tejido es grande, por lo que la deformación tiende a expandirse en la cavidad.

Para reducir la deformación del molde, el departamento de tratamiento térmico debe trabajar junto con el departamento de diseño del molde para mejorar el diseño del molde, evitando en la medida de lo posible la diferencia en el tamaño de la sección transversal de la estructura del molde, la forma de El molde para buscar simetría, estructura de ensamblaje de molde complejo.

Cuando no se puede cambiar la forma del molde, también se pueden tomar otras medidas para reducir la deformación. La consideración general de estas medidas es mejorar las condiciones de enfriamiento para que las partes puedan enfriarse uniformemente; Además, se pueden ayudar varias medidas coercitivas para limitar la deformación de enfriamiento de las piezas. Por ejemplo, agregar un orificio de proceso es una medida para enfriar uniformemente las partes, es decir, abrir orificios en ciertas partes del molde para que todas las partes del molde se puedan enfriar uniformemente para reducir la distorsión. También es posible encerrar la periferia del molde, que es probable que se expanda después del enfriamiento rápido, con asbesto para aumentar la diferencia de enfriamiento entre el orificio interno y la capa externa y reducir la cavidad. Retener o reforzar las costillas en el molde es otra medida para reducir la deformación. Es especialmente adecuado para el molde hinchado de la cavidad y el molde con el que la muesca se expande fácilmente o se contrae.

Efecto del proceso de tratamiento térmico sobre la deformación del troquel

1, el impacto de la velocidad de calentamiento

En términos generales, cuando el calentamiento se apaga, cuanto más rápida es la velocidad de calentamiento, mayor es el estrés térmico generado en el molde, lo que fácilmente causará deformación y grietas en el molde. Especialmente para el acero aleado y el acero de alta aleación, debido a su baja conductividad térmica, se debe prestar especial atención al precalentamiento. Para algunos moldes de alta aleación con formas complejas, se requieren múltiples etapas de precalentamiento. Sin embargo, en algunos casos, el uso de calentamiento rápido a veces puede reducir la deformación. En este momento, solo la superficie del molde se calienta y el centro permanece "frío". Por lo tanto, el estrés del tejido y el estrés térmico se reducen en consecuencia, y la resistencia a la deformación del núcleo es relativamente alta. , reduciendo así la deformación de temple, de acuerdo con la experiencia de algunos fabricantes, para resolver la deformación del paso del agujero tiene un cierto efecto.

2, la influencia de la temperatura de calentamiento

La temperatura de calentamiento de enfriamiento afecta la templabilidad del material y, al mismo tiempo, contribuye a la composición de austenita y al tamaño del grano.

(1) Desde el punto de vista de la templabilidad, una temperatura de calentamiento elevada aumentará el estrés térmico, pero al mismo tiempo, aumentará la templabilidad. Por lo tanto, el estrés estructural también aumenta y domina gradualmente.

Por ejemplo, acero para herramientas de carbono T8, T10, T12, etc., en el enfriamiento general de la temperatura de enfriamiento, el diámetro interno tiende a reducirse, pero si la temperatura de enfriamiento aumenta a ≥ 850 ° C, debido al aumento de la templabilidad, el estrés organizacional dominado gradualmente Por lo tanto, el diámetro interno puede mostrar la tendencia a hincharse.

(2) Desde la perspectiva de la composición de austenita, el aumento de la temperatura de enfriamiento aumenta el contenido de carbono de la austenita, y la cuadratura de la martensita después del enfriamiento aumenta (el volumen específico aumenta), aumentando así el volumen después del enfriamiento.

(3) Por el impacto del punto Ms, la temperatura de enfriamiento es alta, luego los granos de austenita son gruesos, lo que aumentará la tendencia a la fisuración por deformación de las piezas.

En resumen, para todos los tipos de acero, especialmente para algunos aceros de alto contenido medio de carbono y de alta aleación, la temperatura de temple obviamente afectará la deformación del molde. Por lo tanto, es muy importante seleccionar la temperatura de calentamiento de enfriamiento correcto.

En general, elegir una temperatura de enfriamiento excesivamente alta no es bueno para la deformación. La temperatura de calentamiento más baja siempre se usa sin afectar el rendimiento. Sin embargo, para algunos aceros con mucha austenita retenida después del enfriamiento rápido (como Cr12MoV, etc.), la cantidad de austenita retenida también se puede cambiar ajustando la temperatura de calentamiento para ajustar la deformación del molde.

3, el efecto de apagar la velocidad de enfriamiento

En general, aumentar la velocidad de enfriamiento por encima del punto Ms aumentará significativamente el estrés térmico. Como resultado, la deformación causada por el estrés térmico tiende a aumentar. El aumento en la velocidad de enfriamiento por debajo del punto Ms causará principalmente la deformación inducida por el estrés del tejido. Incrementar.

Para diferentes calidades de acero, existen diferentes tendencias de deformación cuando se usa el mismo medio de temple debido a la diferencia en el punto Ms. Si se utilizan diferentes medios de enfriamiento para el mismo tipo de acero, tienen diferentes tendencias de deformación debido a sus diferentes capacidades de enfriamiento.

Por ejemplo, el acero para herramientas de carbono es relativamente bajo en Ms, por lo que cuando se usa refrigeración por agua, la influencia del estrés térmico a menudo prevalece; cuando se usa frío, el estrés del tejido puede prevalecer.

En la producción real, cuando el molde a menudo se califica o gradúa: el enfriamiento isotérmico, generalmente no se endurece por completo, por lo que a menudo es el papel principal del estrés térmico, por lo que la cavidad tiende a encogerse, pero debido a que el estrés térmico no es grande en este momento, por lo tanto, la deformación total es relativamente pequeña. Si se usa el enfriamiento con doble líquido de agua-aceite o el enfriamiento con aceite, el estrés térmico causado es mayor y la contracción de la cavidad aumentará.

4, el efecto de templar la temperatura

El efecto de la temperatura de templado sobre la deformación se debe principalmente a la transformación de la microestructura durante el proceso de templado. Si se produce un "enfriamiento secundario" durante el proceso de templado, la austenita retenida se transforma en martensita. Como el volumen específico de la martensita resultante es mayor que el de la austenita retenida, se causará la expansión de la cavidad del molde. Para algunos aceros de herramientas de alta aleación, como Cr12MoV, cuando el enfriamiento a alta temperatura se requiere principalmente para la dureza roja y el temple múltiple, el volumen se expande una vez cada vez.

Si el templado se realiza en otras regiones de temperatura, el volumen específico disminuye debido a la transformación de la martensita templada en martensita templada (o sorbita templada, troostita templada, etc.), y la cavidad tiende a encogerse.

Además, la relajación de la tensión residual en el molde durante el templado también afecta la deformación. Después de que el molde se enfría, si la superficie está bajo tensión de tensión, las dimensiones aumentarán después del temple; por el contrario, si la superficie está bajo tensión de compresión, se produce una contracción. Sin embargo, de los dos efectos del cambio organizacional y la relajación del estrés, el primero es el principal.