1.磨削燒傷的影響
磨削一般作為工件的精加工,亦即最后的加工。由于磨削時的進刀量及冷卻等處理不到位,則有可能在工件表面瞬時溫升,會引起模具燒傷。表面磨削燒傷后對模具壽命有如下的不利影響:降低耐磨性、降低疲勞抗力、降低抗咬合能力、加劇脆斷及崩刃傾向。所以磨削燒傷往往是模具制造過程中最常見、影響最大的冷加工缺陷。在磨削過程中,由于模具鋼的組織缺陷及磨削工藝條件不當,所形成的表面燒傷有如下幾種形式。
由于磨削時進刀量太大且冷卻不到位,使工件表面產生較大的切削應力,表面出現與磨削加工方向相垂直為主的網狀裂紋。輕微的磨裂用肉眼難以觀察,嚴重時才可用肉眼觀察到。
被磨削的表面溫度超過相變點時,由于是在非常薄的層面上快速冷卻,被磨削表面生成白亮層,該層具有較高的硬度為65~67HRC,厚度通常小于50μm。低合金鋼的白亮層在200℃以上回火時分解;高速鋼的白亮層在550℃以上回火后分解。
被磨削表面溫度沒有達到相變點,使表面層出現回火或怒火現象,使局部硬度降低,導致耐磨性和疲勞性能下降。表面軟化層的硬度低于50HRC,高速鋼的軟化層的硬度低于60HRC。被磨削表面表面層的溫度達到300℃時加工表面將呈現條狀紋狀色彩(黃、紫、藍等),類似250~300℃階段的回火色。
表面脫碳層也明顯加劇合金工具鋼和高速鋼的磨裂和淬裂傾向,模具鋼材或鍛坯表面通常存在厚度為0.5~3.0mm的脫碳層。如在切削加工時未將脫碳層除盡,將在淬火后出現軟點或軟區,甚至或造成表面硬度普遍偏低。此外,還會降低模具的耐磨性、抗咬合性能力、抗熱疲勞能力和疲勞強度。對此較敏感的常用鋼種為Cr2、CrWMn、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。T10A鋼制的冷鐓螺釘光沖,其型腔深而陡,使用中常發生早期塌陷失效,壽命小于4000次。經分析是由于型腔磨削時進刀深度過大,燒傷軟化。后改進磨削工藝,光沖壽命顯著提高,穩定在3萬以次上。
9Cr2鋼制小型冷軋輥,硬度為62~64HRC,在使用中常表現為表面早期剝落失效,主要體現在模具表面有約0.02~0.03mm的磨削燒傷層,改變磨削工藝,增加一次預磨削后,解決了表面磨削燒傷層的問題,壽命顯著提高。
2.電火花燒傷層的影響
模具加工過程中廣泛應用電火花穿孔、線切割、電火花成形等方法。電加工過程中,由于放電主生大量的熱,使加工表面溫升到熔融狀態,劇冷后在加工面上得到白色熔淬層,具有較高的硬度,其厚度與電火花加工規范有關。該熔淬層不僅會使模具硬度出現異常,而且會產生微裂紋。若表面白色層未經去除或未采取低溫回火方法防止微裂紋的擴展,則模具在服役過程中微裂紋就可以成為疲勞源,使模具使用壽命降低。對于承受沖擊載荷的模具及重載荷模具,經電火花加工后應補充回火,以減輕電火花加工層的脆性。
進一步詳情請致電021-57628777,以獲得更多有關模具選材、模具熱處理工藝及相關的應用信息。