热锤锻模热处理工艺ppt汇报.ppt

锤锻模具热处理工艺制定,主讲：郑 磊,顾问：石芸竹、王瑞雪、张 佳,指导老师：叶 宏,有一中型热锤锻模，形状比较复杂，锻坯生产批量大； 在工作时承受强大的冲击力； 工作时由于金属的流动，有很大的摩擦； 整个工作过程是在较高温度下进行，整个模具温度一般能达到350-400℃； 为使模具温度不至太高，要经常用介质冷却； 常见的失效形式有型腔磨损、模腔塌陷、表面龟裂，严重时，整个模具开裂； 该模面硬度要求38-41 HRC，模尾硬度要求34-39 HRC；,论题概述,锤锻模是在高温下通过冲击加压强迫金属成形的工具它在工作过程中受到比较高的单位压力和冲击载荷，以及炽热金属对锻模型腔的摩擦作用锤锻模的型腔表面经常被加热到很高温度锤锻模的工作条件主要有以下三方面: 型腔表层金属受热 型腔表层金属产生热疲劳 载荷作用锤锻模具工作条件,锤锻模具的性能要求,锻模常用材料化学成分及硬度要求,锤锻模用钢有两个问题比较突出 工作时受冲击负荷作用，故对钢的力学性能要求较高，特别是韧性要求较高; 锤锻模的截面尺寸较大(>400mm)，故对钢的淬透性要求比较高，以保证整个模具组织和性能均匀小型锤锻模多选用合金含量较低、冲击韧性高的材料 如5CrMnMo钢;大型及型腔复杂的锤锻模通常选用淬透性较高的钢 如5CrNiMo钢。

5Cr2NiMoVSi钢耐热疲劳性、冲击性好，适于制造大截面锤锻模具结合论题“形状比较复杂，锻坯生产批量大”，综合考虑选用5CrNiMo钢,锤锻模具材料的选用,热处理目的 通过加热和冷却的方法，改变钢的组织，提高硬度、韧性等力学性能 各项热处理工艺的具体作用如下,锤锻模具的热处理,加热设备 锻模加热采用台车式电阻炉 加热炉有效加热区内的温度偏差和测控精度应能满足模具热处理工艺的要求 冷却设备 锻模淬火均采用油冷加热后在双联气动升降台式油槽中冷却 锻模淬火油槽应有足够大的容积，并配备使冷却油循环和冷却的装置，保证淬火时冷却油的流动，并避免油温的剧烈升高 在油槽近处应配备灭火器等消防器材 工艺装备 方形铸铁料盘热处理设备,空载测试 空炉校温应在炉温达到工艺要求并经保温2～3小时后进行 工作过程中的测试 模锻热处理加热时，应在炉温达到工艺要求并保温2～3小时后进行一次炉温校正，如发现偏差，立即调整炉温测试规范,裝炉方式 模块排放铸铁料盘中装入炉内，注意模块与炉墙内壁之间以及模块与模块之间的距离应不小于200mm，与炉门内壁距离应大于400mm 完全退火工艺曲线图,锻模的热处理工艺-完全退火,裝炉方式 料盘中预先铺放一层厚30～40 mm的碎木炭（块度5～20 mm为宜，以下同）加铸铁屑的混合物为保护剂（也可只铺碎木炭），将锻模燕尾朝下放于盘中，周围用湿黄泥（或耐火土）涂封，然后裝炉。

裝炉方法同7.1.1 退火工艺图,锻模的热处理工艺-不完全退火,裝炉方式 准备 在燕尾根部圆角处用石棉绳填满砸实，再用半干黄土将键槽堵满砸实 装盘 在铸铁料盘中铺放30～40mm厚的碎木炭加铸铁屑（也可用纯碎木炭）作保护剂，锻模模面朝下放于盘中，再用保护剂填满四周，然后用湿黄泥或耐火土涂封一般情况下，每盘只装一块锻模，若装两块小锻模时，锻模之间距离不得小于150mm燕尾面的燕尾肩部同样铺放一层保护剂，再用湿黄泥或耐火土严密封盖 装炉 方法同退火,锻模的热处理工艺-淬火,冷却方法 清理 锻模出炉后，将燕尾和肩部覆盖的黄泥和木炭保护剂清除干净，但注意不可触动燕尾根部的石棉绳和键槽内的黄土吊起锻模将模膛内附着的木炭及其他附着物清理干净 预冷 在静止空气中预冷至800～780℃（约经过4～7min）后淬入油槽 油冷和提尾 预冷后锻模整体浸入油中并上下移动，约冷却2 min后将燕尾部提出油面，停留约10 min后再整体浸入油中，待整体冷却至200～150℃时出油（此时表面冒青白色油烟但不着火），沥油后立即转入回火炉 提尾时，提出的高度应以锻模的起重吊孔刚好露出油面为准，此时燕尾面高出油面约100mm。

锻模的热处理工艺-淬火,淬火热处理工艺图,锻模的热处理工艺-淬火,裝炉方法 锻模淬火油冷至200～150℃时，即装进料盘中转入已预先升温至回火温度的炉内进行回火裝炉时锻模与炉墙、炉门及锻模之间的距离参照7.1.1条规定执行 回火工艺 回火加热温度和保温时间： 1吨锤锻模———480±20℃×(6—7) h 3吨锤锻模———520±20℃×(8—9) h 冷却方法 回火后出炉油冷，冷至100℃左右时出油空冷 燕尾补充回火 锻模气刨焊接的预热和回火,锻模的热处理工艺-回火,常见的失效形式,型腔磨损主要是模具与被加工的红热金属坯料之间的摩擦得不到润滑，被红热的金属坯料氧化，型腔表面被回火软化，而氧化又加剧了磨损，同时发生氧化磨损和粘着磨损 模具表面形成的薄而致密的氧化物薄膜能防止锻造材料与模具的咬合，并抑制热量的传递，具备润滑的作用但是如果形成厚的氧化物层，反而易于形成脱落层促进模具的磨损所以模具材料应具有某种程度的抗氧化性热磨损失效,模具在服役过程中，模腔形面变形下榻，使被加工零件尺寸超差，从而造成模具失效锻压金属材料的模具，被锻毛坯的温度高达1000℃以上，模具表面与高温毛坯接触时，将会有大量的热量传到模具表面，即使采取了强制冷却措施，也不一定能将模具的表面温度下降到很低的程度。

这种失效形式主要出现在热锻模的下模，下模受热影响大，容易使型腔表面软化变形，导致塌陷在锻造热强性较高的材料时，或模具的硬度较低，抗压强度不足时，也容易引起模具型腔塌陷而失效模腔塌陷,开裂的原因很多，如材质选择，模具设计，热处理工艺不当，加工质量不佳削弱模具的承载能力等如果模具热处理后的硬度偏高，易产生早期脆断模块硬度提高后，将降低钢的断裂韧度及冲击韧性，显然的增加脆断倾向模块硬度提高后，又使模具的冷热疲劳抗力降低，这使模具型腔表面过早的产生热疲劳裂纹，由于钢的断裂韧度较低，使热疲劳裂纹的尺寸很小就可以达到临界尺寸，进而迅速失稳扩展导致模具断裂 如果模具的回火温度确定在出现回火脆性的区间内，就增大了早期脆断的可能性5CrNiMo钢淬火后，在300~450℃之间回火时，无论是冲击韧度试样，或断裂韧度试样，其微观断口形貌以沿晶断裂为主，说明回火脆性造成了脆性断裂开裂,模具在工作中受到极冷、极热的作用而产生的热应力，是产生模具热疲劳的主要原因，模具的热疲劳在模具型腔表面产生微细裂纹，这种裂纹有的呈单条状，有的呈细网状，又叫龟裂热疲劳裂纹的产生，除了和交变的拉、压应力有关外，模具表面被高温氧化也不可忽视，由于热应力、氧化腐蚀、被加工毛坯挤入裂纹中等因素作用，热疲劳裂纹产生后将继续扩展。

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