圓滾模是滾壓螺紋的成形工具,在工作中要承受交變的壓、剪、彎等應力及沖擊和磨損的作用,常用9SiCr鋼制造。
9SiCr鋼由于在熱處理中易于脫碳,常規(guī)工藝處理的圓滾模使用壽命只有1~2萬件。采用循環(huán)加熱淬火工藝,可使9SiCr鋼制圓滾模的壽命提高到4萬件。
據(jù)統(tǒng)計分析,圓滾模失效的主要形成如下四種:
(1)掉絲 圓滾模在滾壓絲錐時,經(jīng)滾壓1000~2000件后,就出現(xiàn)嚴重的掉絲現(xiàn)象,即在圓滾模螺紋頂部產(chǎn)生細如頭發(fā)絲狀的金屬絲的剝落,這種剝落與脫碳有關。掉絲的發(fā)展,使圓滾模的形狀和尺寸在滾壓5000件后即發(fā)生變化,導致模具壽命和絲錐螺紋精度的降低。
(2)螺紋頂部剝落 圓滾模在滾壓4000~8000件后,在碰擊部位出現(xiàn)小塊剝落,并向螺紋根部發(fā)展,剝落面積也隨之擴大。在滾壓12000~15000件后,在其他區(qū)域也可能出現(xiàn)類似的小塊剝落,剝落的積累和擴大,最終導致模具失效。
(3)螺紋根部折斷 折斷是由于硬度過高(>62HRC)和交變剪切的彎曲應力過大所引起的。
(4)磨損 圓滾模硬度在低于57HRC時,在高的壓應力作用下,螺紋頂部可能出現(xiàn)壓粗、凹陷和磨損失效現(xiàn)象。
因此,圓滾模要求有適中的硬度和高的抗壓強度、疲勞強度、耐磨性以及多沖抗力。
圓滾模循環(huán)加熱工藝:600℃×30min預熱+800℃×20s/mm淬油→60℃×30min預熱+800℃×15s/mm淬入160~180℃硝鹽5min,出爐空冷,硝鹽回火180~200℃×1h。
M8圓滾模按上述工藝淬火后,晶粒度為13~14級,硬度為61~63HRC,內(nèi)孔縮小0.10~0.15mm,螺紋變形未超差;在回火后硬度為59~60HRC,抗彎強度為4920MPa,撓度為7mm。在滾壓M8的T12A鋼絲錐時,未發(fā)生掉絲剝落現(xiàn)象,壽命達4萬件。實踐證明,循環(huán)處理是發(fā)揮材料內(nèi)在潛力、提高模具壽命方法之一。
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