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        高速公路路沿石塑料模具加工減少缺陷的幾個實用妙招!

        高速公路路沿石塑料模具加工減少缺陷的幾個實用妙招!

        為了提高模具的使用性能,很多廠商都會對其模具進行適當加工,模具加工指的是成型和制坯工具的加工,此外還包括剪切模和模切模具,但是在很多情況下,模具加工完也會體現出加工的缺陷,導致模具性能下降,那如何建設模具加工缺陷呢?高速公路路沿石塑料模具其以下七大措施可建設模具加工缺陷。


        1、合理選擇和修整砂輪


        采用白剛玉的砂輪較好,它的性能硬而脆,且易產生新的切削刃,因此切削力小,磨削熱較小,在粒度上使用中等粒度,如46~60目較好,在砂輪硬度上采用中軟和軟(ZR1、ZR2和R1、R2),即粗粒度、低硬度的砂輪,自勵性好可降低切削熱。 精磨時選擇適當的砂輪十分重要,針對模具鋼材的高釩高鉬狀況,選用GD單晶剛玉砂輪比較適合,當加工硬質合金、淬火硬度高的材料時,優先采用有機粘結劑的金剛石砂輪,有機粘結劑砂輪自磨性好,磨出的工件粗糙度可達Ra0.2μm,近年來,隨著新材料的應用,CBN(立方氮化硼)砂輪顯示出十分好的加工效果,在數控成型磨床、坐標磨床、CNC內外圓磨床上精加工,效果優于其它種類砂輪。在磨削加工中,要注意及時修整砂輪,保持砂輪的銳利,當砂輪鈍化后,會在工件表面滑擦、擠壓,造成工件表面燒傷,強度降低。

        2、合理使用冷卻潤滑液

        發揮冷卻、洗滌、潤滑的三大作用,保持冷卻潤滑清潔,從而控制磨削熱在允許范圍內,以防止工件熱變形。改善磨削時的冷卻條件,如采用浸油砂輪或內冷卻砂輪等措施。將切削液引入砂輪的中心,切削液可直接進入磨削區,發揮有效的冷卻作用,防止工件表面燒傷。

        3、將熱處理后的淬火應力降低到最低限度

        因為淬火應力、網狀碳化組織在磨削力的作用下,組織產生相變極易使工件產生裂紋。對于高精度模具為了消除磨削的殘余應力,在磨削后應進行低溫時效處理以提高韌性。

         

        模具的真空熱處理包含了預備熱處理、最終熱處理及表面強化處理。通常熱處理缺陷是指模具在最終熱處理過程中或在以后的工序中以及使用過程中出現的各種缺陷,如淬裂、變形超差、硬度不足、電加工開裂、磨削裂紋、模具的早期破壞等。下面跟高速公路路沿石塑料模具一起來詳細了解這些缺陷預防措施吧!

        淬裂

        淬裂的原因及預防措施如下:

        1、形狀效應,主要是設計因素造成的,如圓角R過小、孔穴位置設置不當,截面過渡不好。

        2、過熱(過燒),主要是由控溫不準或跑溫、真空熱處理工藝不規范、不合理、特別是回火不充分。設置溫度過高、爐溫不均等因素造成,預防措施包括檢修、校對控溫系統,修正工藝溫度,在工件與爐底板間加墊鐵等。

        3、脫碳,主要由過熱(或過燒)、空氣爐無保護加熱、機加余量小,鍛造或預備熱處理殘留脫碳層等因素造成,預防措施為可控氣氛加熱,鹽浴加熱,真空爐、箱式爐采用裝箱保護或使用防氧化涂料;機加工余量加大2~3mm。

        4、冷卻不當,主要是冷卻劑選擇不當或過冷造成,應當掌握淬火介質冷卻特性或回火處理。

        5、原材料組織不良,如碳化物偏析嚴重,鍛造質量差,預備熱處理方法不當等,預防措施是采用正確的鍛造工藝和合理的預備熱處理制度。

         

        硬度不足

        硬度不足的原因和預防措施如下:

        1、淬火溫度過低,主要是由于工藝設置溫度不當、控溫系統誤差、裝爐或進入冷卻槽方法不當等原因造成,應該修正工藝溫度,檢修校核控溫系統,裝爐時,工件間隔合理擺放均勻,分散入槽,禁止堆積或成捆入槽冷卻。

        2、淬火溫度過高,這是由工藝設置溫度不當或控溫系統誤差造成,應當修正工藝溫度,檢修校核控溫系統。

        3、過回火,這是由回火溫度設置過高、控溫系統故障誤差或爐溫過高時入爐造成,應當修正工藝溫度,檢修校核控溫系統,不高于設置爐溫裝入。

        4、冷卻不當,原因是預冷時間過長,冷卻介質選擇不當,淬火介質溫度漸高而冷卻性能下降,攪拌不良或出槽溫度過高等,措施:出爐、入槽等要快;掌握淬火介質冷卻特性;油溫60~80℃,水溫30℃以下,當淬火量大而使冷卻介質升溫時,應添加冷卻淬火介質或改用其它冷卻槽冷卻;加強冷卻劑的攪拌;在Ms+50℃時取出。

        5、脫碳,這是由原材料殘留脫碳層或淬火加熱時造成,預防措施為可控氣氛加熱,鹽浴加熱,真空爐、箱式爐采用裝箱保護或使用防氧化涂料;機加工余量加大2~3mm。

         

        變形超差

        在機械制造中,熱處理的淬火變形是絕對的,而不變形才是相對的。換句話說,只是一個變形大小的問題。這主要是由于熱處理過程中馬氏體相變具有表面浮凸效應。預防熱處理變形(尺寸變化和形狀變化)是一項非常困難的工作,在許多情況下,不得不依靠經驗加以解決。這是因為不僅鋼種和模具形狀對熱處理變形有影響,不當的碳化物分布狀態及鍛造和熱處理方法同樣會引起或加劇,而且在熱處理諸多條件中,只要某一條件發生變化,鋼件的變形程度就會有很大變化。盡管在相當長時間還主要靠經驗和試探法去解決熱處理變形問題,但正確掌握原材料鍛造、模塊取向、模具形狀、熱處理方法與熱處理變形的關系,從已經積累的實際數據中去把握熱處理變形規律,建立有關熱處理變形的檔案資料,卻是一項極有意義的工作。

         

        脫碳

        脫碳是由于鋼件在加熱或保溫時,因周圍氣氛的作用,使表面層部分的碳全部或部分喪失的現象和反應。鋼件的脫碳不僅會造成硬度不足、淬裂和熱處理變形及化學熱處理缺陷,而且對疲勞強度、耐磨性及模具性能也有很大影響。

         

        放電加工引起的裂紋

        在模具制造中,采用放電加工(電脈沖及線切割)是越來越普遍采用的加工方法,但隨著放電加工的廣泛應用,其引起的缺陷也相應增多。由于放電加工是借助于放電所產生的高溫而使模具表面熔化的加工方法,因此,在其加工表面形成白色的放電加工變質層,并產生800MPa左右的拉應力,這樣,在模具的電加工過程中常出現變形或裂紋等缺陷。因此,采用放電加工的模具,必須充分掌握放電加工對模具材料的影響,并預先采取相應的預防措施。防止熱處理時的過熱和脫碳,并進行充分回火以降低或消除殘留應力;為了充分消除淬火時產生的內應力,要進行高溫回火,因此應采用能承受高溫回火的鋼種(如Crl2型、ASP一23、高速鋼等),以穩定的放電條件進行加工;放電加工后,作穩定化松馳處理;設置合理的工藝孔、槽;充分消除再凝固層,以便在健全的狀態下使用;利用矢量平移原理,對切割前哨已集中的部分內應力傲切通引流分散釋放。

         

        韌性不足

        韌性不足的原因可能是淬火溫度過高,且保溫時間過長引起晶粒粗化造成的,或由于沒有避開回火脆性區進行回火。


        磨削裂紋

        當工件內有大量的殘留奧氏體時,在磨削熱的作用下,發生回火轉變,從而產生組織應力,導致工件開裂。其預防措施是:淬火后進行深冷處理或多次重復回火(模具回火一般為2~3次,即使是冷加工用低合金工具鋼也是如此),最大限度地降低殘留奧氏體量。


        4、消除磨削應力

        也可將模具在260~315℃鹽浴中浸1.5 min,然后在30℃油中冷卻,這樣硬度可下降1HRC,殘留應力降低40%~65%。


        5、恒溫磨削

        高速公路路沿石塑料模具對于尺寸公差在0.01 mm以內的精密模具的精密磨削要注意環境溫度的影響,要求恒溫磨削。由計算可知,300mm長的鋼件,溫差3℃時,材料有10.8μm左右的變化,(10.8=1.2×3×3,每100mm變形量1.2μm/℃),各精加工工序都需充分考慮這一因素的影響。


        6、采用電解磨削加工

        改善模具制造精度和表面質量。電解磨削時,砂輪刮除氧化膜:而不是磨削金屬,因而磨削力小,磨削熱也小,不會產生磨削毛刺、裂紋、燒傷等現象,一般表面粗糙度可優于Ra0.16μm;另外,砂輪的磨損置小,如磨削硬質合金,碳化硅砂輪磨損量大約為磨削掉的硬質合金重量的400%~600%,用電解磨削時,砂輪的磨損量只有硬質合金磨除量的50%~100%。


        7、合理選擇磨削用量

        采用徑向進給量較小的精磨方法甚至精細磨削。如適當減少徑向進給量及砂輪速度、增大軸向進給量,使砂輪與工件接觸面積減少,散熱條件得到改善,從而有效地控制表層溫度的提高。


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