温锻模具的冷却与润滑
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精密连接器模具锻件冷却加工东莞市长安镇是有名的模具生产集中地,在长安镇现在大概有3000多家大大小小的模具制造企业,要在这些模具企业中抢占商机,就必须以过硬的产品质量和优质的售后服务赢取客户的信任。
东莞精密连接器模具厂家哪家质量好,哪家价格优惠?下面就由宜泽模具为你讲解精密连接器模具锻件冷却加工。
精密连接器模具锻件从终锻温度冷至室温的过程叫锻件的冷却,它是锻造生产中的冲压环节之一。
锻件的冷却按照锻件的化学成分、截面尺寸、原材料质量,采用不同的冷却方法。
若冷却不当,轻则锻件发生变形弯曲、表面硬度过高和不能切削加工,也可能延长生产周期;严重时锻件出现表面裂纹、白点,使锻件报废。
锻后冷却对高合金钢和大型锻件尤为重要。
常用的锻件冷却方法,按其冷却速度由快到慢的顺序分为空冷、堆冷、坑冷(或箱冷)、灰冷(或砂冷)、炉冷、退火等六种。
1)空冷。
锻件锻后放在车间的地面上冷却,但不要放在潮湿地面或金属板上,还要防止过堂风,避免锻件局部冷却过快而产生裂纹、弯曲、变形等缺陷。
2)堆冷。
锻件锻后成堆放在静止的的空气中冷却。
3)坑冷(或箱冷)。
锻件锻后放在地坑或箱子中冷却。
4)灰冷(或砂冷)。
锻件锻后放在炉渣、石灰或砂中冷却。
所用的炉渣、石灰或砂必须干燥。
一般锻件放入炉渣、石灰或砂的温度不低于500℃,锻件周围的炉渣、石灰或砂的厚度不得小于80mm。
5)炉冷。
锻件锻后放在炉中慢慢冷却。
锻件入炉的温度一般在600~650℃,最低不应低于350℃。
炉子应事先升到650℃保温待料,因为此温度对扩氢比较有利。
待锻件全部入炉后再按冷却规范进行炉冷。
一般出炉温度不宜高于100~150℃。
炉内要避免冷空气进入。
6)退火。
这是防止白点的冷却热处理工艺。
以下文章来自金蜘蛛紧固件论坛专家所写:温锻与冷镦的区别钢是Fe(95%以上)和C(大约0.05%~1.50%以下)的铁碳合金,适当增减一些合金元素变成合金钢。
无论是哪种化合物都是结晶体构造,这种结晶体随着温度的变化而变化,钢在760℃附近开始再结晶,结晶体会变得很粗大。
长期以来,是这样区别热锻和冷镦的,再结晶点温度(~750℃)以上的锻造加工叫做热锻;在室温(20℃以下)下的锻造加工叫冷镦加工。
一般来说要在800℃以上进行热锻的话,就要把材料加热到1000℃,钢的拉伸强度会降低到室温时的10%~40%。
此时,利用高温下金属拉伸强度下降的特性,使高强度材料的锻造加工变得容易了很多。
众所周知,当钢加热到1000℃左右时,钢的表面氧化膜就会变厚,锻压时氧化膜剥离脱落,就会增大模具的损耗,热锻出来的产品的尺寸精度也会因此受到很严重的影响。
而且,100mm的钢材如温度变化每变化1℃就会有0.001mm的膨胀收缩。
那么,在1000℃的加热情况下,把膨胀了1mm的钢件放入模具里进行加工,加工后冷却到室温时就收缩1mm,这时的产品和模具尺寸就有了差异,这就是热锻的缺陷。
因此,比热锻的温度低,又比冷镦温度高的温锻就应运而生了。
现在温锻的温度区域一般选择在400~800℃。
由于温锻的温度比较低,加热的时间相对短,氧化膜的发生厚度较少,热膨胀量少,锻造产品的尺寸精度就比热锻好。
但是,在超过400℃的温度区域内能有效降温的润滑剂几乎是没有的。
这种模具的负担就很大,金属材料的选定就成了难题。
那么,将模具进行恰当的预热或者在加工过程中对模具进行冷却就是必不可少的。
如今,冷镦的温度区域已被扩展到200℃以下。
磷酸盐皮膜化合的磷皂化处理等润滑剂的进步、模具材料和模具的镀膜技术的进步都为此做出了很大贡献。
不论是温锻,还是冷镦模具和润滑剂都是重要的技术要素,仅把钢材加热到800℃并不能预示温锻的成功。
如果没有做好包括模具温度控制等品质对策,还会有很多问题发生从而导致生产失败。
模具淬火工艺及冷却五大方法模具淬火工艺及冷却五大方法1.模具钢单液淬火法将模具钢或零件加热到奥氏体化后淬入水、油或其他冷却介质中,经过一定时间冷却(冷却到低于珠光体型转变温度区域或马氏体转变温度区域)取出模具钢空冷。
由于模具钢冷却过程在单一冷却介质中完成的,称单液淬火法。
2.模具钢双液淬火法顾名思义,模具钢淬火冷却过程是在两种冷却介质(最常用的是水和油)中配合完成的。
使冷却过程较为理想,既在珠光体转变区域快速冷却,在马氏体转变区域缓慢冷却。
具体做法是,将加热到奥氏体化温度的模具钢或零件,先淬入高温区快冷的第一种介质中(通常是水或盐水溶液),以抑制过冷奥氏体的`珠光体转变,当冷却到100℃左右时,迅速取出转入低温区缓冷的第二种介质中(通常为油)。
由于马氏体转变在较缓和的冷却条件下进行,可有效地缓解或防止变形和开裂,俗称水淬油冷。
此法需要较高的操作技巧,有时可理解为三种介质,即先水,后油,最终是空气。
3.模具钢喷射淬火法大型复杂特别是厚薄差大的工件和模具钢,为使冷却均匀,避免过大的淬火应力,控制好冷却过程不同阶段、不同部位的冷速的方法。
该方法有喷液(水或水溶液)、喷雾(压缩空气和水经雾化喷射到零件不同部位)、气淬等多种方式,其优点是:可控制不同介质或不同流量、压力来控制和调节各温度区域的冷速;或改变不同喷嘴数量和位置;可使冷却均匀。
目前,在模具热处理中最流行的是真空高压气淬。
4.模具钢分级淬火法将加热到奥氏体化温度的模具钢或工件,淬入温度在马氏体转变温度附近的冷却介质(常用的为盐浴)中,停留一段时间,使工件表面和中心温度逐渐趋于一致后取出空冷,以较低的冷却速度完成马氏体转变。
此法能显著减少变形,并且提高模具钢的韧度,是模具零件常用的淬火方法之一。
模具钢分级淬火的温度选择有两种。
一种是取被处理工件钢种的马氏转变开始温度(Ms点)以上10~30℃;另一种是选取Ms点以下80~100℃。
分级的停留时间也要掌握好,过短,则温度不够均匀,未能达到分级淬火的目的;过长,则可能发生非马氏体相变而降低硬度。
模具加热与冷却系统设计1.引言模具加热与冷却系统是模具制造和注塑成型过程中不可或缺的重要设备。
合理的加热与冷却系统设计能够提高模具的使用寿命、提高生产效率,减少不良产品的产生,并且能够节省能源和提高能源利用率。
本文将从模具加热与冷却系统的原理、设计要点和常见问题等方面进行详细介绍。
2.模具加热系统设计2.1加热原理模具加热系统的设计目的是将模具加热至一定温度,以保证注塑成型时熔融塑料能够完全填充模具腔体,并提高成型产品的表面质量。
常见的模具加热方式有电加热、水蒸气加热、燃气加热等。
在选择加热方式时需要考虑模具材料的热敏感性、热传导性能、加热速度要求等因素。
2.2设计要点(1)确定加热温度和加热时间。
根据注塑工艺要求和材料特性,确定加热温度和加热时间,避免温度过高或过低导致成型品质量下降。
(2)选择适当的加热方式和加热器。
根据模具大小、形状和加热速度要求选择合适的加热方式和加热器,如电热管、加热板等。
还需考虑加热方式对模具使用寿命的影响,避免因温度不均匀造成模具变形或损坏。
(3)设计合理的加热通道和布局。
加热通道的设计要保证能够均匀地加热整个模具,避免温度不均匀导致产品变形或出现气泡等缺陷。
加热通道和布局的设计还需考虑模具结构的复杂性和加热效率,以及方便维修和保养。
3.1冷却原理模具冷却系统的设计目的是将模具迅速冷却至一定温度,使注塑成型的产品迅速凝固,以便顺利脱模。
冷却系统一般采用水冷或油冷方式。
水冷却系统又可分为内冷和外冷两种形式。
选择合适的冷却方式和冷却介质需考虑模具的形状、材料及成型周期等因素。
3.2设计要点(1)冷却通道的设计。
冷却通道的设计要保证能够覆盖整个模具,使冷却介质能够充分接触模具表面,实现快速冷却。
通道的布局要合理,避免对产品的冷却时产生热死区。
(2)冷却介质选择。
根据模具的要求,选择合适的冷却介质,如自来水、循环水或特殊的冷却液等。
应考虑冷却介质的对模具材料的腐蚀性、冷却效果和成本等因素。
模具加热及冷却系统设计一、模具加热系统设计模具加热系统设计的目的是通过恒定的加热方式保持模具温度的稳定,并确保模具表面的温度均匀分布。
通常采用的加热方式有电加热、热油循环和蒸汽加热等。
下面将分别对这几种加热方式进行介绍。
1.电加热系统设计电加热在模具加热中应用广泛,其原理是通过电流通入电阻丝产生热能,使其加热。
在电加热系统设计中,需要考虑以下几个方面:(1)选择合适的电加热元件。
一般可根据模具大小和形状选择合适的电阻丝或发热管进行加热。
(2)确定加热功率。
加热功率的大小需要根据模具的尺寸、材料和加热速度来确定。
(3)设计合理的电控系统。
电控系统主要包括控制电加热元件供电的继电器、温度传感器和温度控制器等。
2.热油循环系统设计热油循环系统是利用热油将热能传递给模具,从而实现模具加热的一种方式。
在设计热油循环系统时,需要注意以下几个关键点:(1)选择合适的热油。
热油需要具有较高的导热性能、稳定的性质以及抗氧化和抗腐蚀能力。
(2)确定循环泵的参数。
循环泵的参数包括流量、扬程和功率等,需要根据模具的大小和加热需求来确定。
(3)设计供热系统。
供热系统包括加热炉、加热管、加热器和控制系统等。
3.蒸汽加热系统设计蒸汽加热系统是将蒸汽传导至模具表面进行加热的一种方式。
在进行蒸汽加热系统设计时,需要注意以下几个方面:(1)选择合适的蒸汽压力。
蒸汽压力需要根据模具的形状和尺寸来确定,以确保蒸汽能够充分覆盖模具表面。
(2)设计合理的蒸汽供应系统。
蒸汽供应系统包括蒸汽管道、调压阀、过滤器和控制系统等。
(3)确保安全性。
蒸汽加热系统应采取必要的安全措施,如安装安全防护装置、检测和处理漏气等。
模具冷却系统设计的目的是通过冷却水或冷却剂将模具温度降低到所需的范围内,以便于产品成型和模具的连续使用。
冷却系统设计的关键点包括冷却方式、冷却水路设计和冷却剂的选择等。
1.冷却方式常见的模具冷却方式有直接冷却和间接冷却两种。
(1)直接冷却是将冷却水通过冷却水道直接注入模具腔体中进行冷却。
模具保养指导书模具作为工业生产中的重要工具,其质量和使用寿命直接影响到产品的质量和生产效率。
为了确保模具能够长期稳定地运行,延长其使用寿命,降低生产成本,提高生产效率,特制定本模具保养指导书。
一、模具保养的重要性模具在生产过程中会受到各种力的作用、温度的变化以及化学物质的侵蚀,如果不进行定期保养,可能会出现磨损、变形、裂纹等问题,从而影响产品的尺寸精度、表面质量和生产效率。
此外,良好的模具保养还可以减少设备故障,降低维修成本,提高企业的竞争力。
二、保养前的准备工作1、人员准备保养人员应具备一定的模具知识和操作技能,熟悉模具的结构和工作原理,并经过相关培训。
2、工具准备准备好所需的工具,如扳手、螺丝刀、清洁剂、润滑油、砂纸等。
3、安全准备在保养前,应确保工作区域的安全,穿戴好个人防护用品,如手套、护目镜等,并在模具周围设置警示标识,防止他人误操作。
三、模具日常保养1、模具使用后的清洁模具使用完毕后,应及时清除模具表面的油污、废料和灰尘等杂物。
可以使用压缩空气吹除表面的灰尘,然后用清洁剂擦拭模具表面。
2、模具的润滑定期对模具的运动部件进行润滑,如导柱、导套、滑块等。
选择合适的润滑油,并按照规定的剂量进行涂抹或加注。
3、模具的检查每天在使用模具前,应对模具进行检查,检查模具的工作部件是否正常,有无磨损、变形、裂纹等情况,检查模具的紧固部件是否松动,如有问题应及时处理。
四、模具定期保养1、模具的拆卸根据模具的结构和保养要求,定期对模具进行拆卸。
在拆卸过程中,应注意保护模具的工作部件,避免碰撞和损伤。
2、模具零件的清洗将拆卸下来的模具零件放入清洗槽中,用清洁剂进行清洗,去除零件表面的油污、锈迹和积碳等杂物。
清洗完毕后,用压缩空气吹干或擦干。
3、模具零件的检查对清洗后的模具零件进行仔细检查,检查零件的磨损情况、尺寸精度和表面质量。
对于磨损严重或尺寸超差的零件,应及时更换。
4、模具的装配在装配模具时,应按照模具的装配工艺要求进行操作,确保模具的装配精度。
热锻模具工作原理今天来聊聊热锻模具的原理。
我是在看铁匠打铁的时候突然就联想到热锻模具的,你看铁匠打铁,把铁块烧得红红的,然后用锤子敲打,就能把铁块变成想要的形状,其实热锻模具的原理和这有相似之处呢。
热锻模具简单说就是在高温下对金属进行锻造时用到的模具。
热锻嘛,这个“热”可是很关键的。
金属在高温下就会变软,就像我们冬天吃的麦芽糖,常温下是硬邦邦的,你一加热就慢慢变软了。
金属在高温下有了这种容易变形的特性后,就能够利用模具把它加工成各种复杂的形状啦。
打个比方吧,如果把热锻过程比作做陶艺。
那陶泥就是高温下的金属,我们的手就是压力,而热锻模具就像是做陶艺用的模具。
我们通过手的力量把陶泥按照模具的形状挤压填充,就能做出漂亮的陶器。
在热锻中,通过压力机等设备给予高温金属材料压力,金属材料就像听话的孩子,按照模具腔的形状变形。
这就要说到热锻模具的构造了。
一般来说,它由上模和下模组成,中间有个型腔,这个型腔就是金属成型后的模样。
比如说一些汽车零部件,像发动机的曲轴就是通过热锻模具制作出来的。
发动机的曲轴形状很复杂,假如靠手工去锻打几乎是不可能做出那么精确的形状的。
老实说,我一开始也不明白为什么热锻模具的精度要求那么高呢。
后来我才意识到,像汽车零部件这些对精度要求极高的东西,如果模具精度不够,那么生产出的零件可能就会有偏差,进而影响整个汽车的性能。
不过这里面还有一些我感觉比较困惑的地方,比如说热锻模具在长时间的高温、高压工作下,使用寿命是怎么保证的呢?我了解到一些关于模具材料选择的信息,要选那些耐高温、耐磨损的材料,可是不同材料之间的性能差异到底影响有多大,我还不是很清楚。
我学习热锻模具原理的过程还挺有趣的,就像是探索一个神秘的世界。
我从最开始简单地看一些图片、视频上的热锻过程,到后来查阅各种资料,包括材料学相关的,工程力学相关的。
在实际应用场景里,热锻模具在机械制造、航空航天等很多领域都起着至关重要的作用。
就拿航空航天来说,很多飞机的零部件,像起落架等对强度和精度要求极高的部件都是通过热锻模具制造的。
钢铁温锻的冷却与润滑江苏森威精锻有限公司徐祥龙 2010-11温锻作为冷锻成形的延伸和发展,在当今钢铁精密成形生产中得到越来越广泛的应用。
上世纪60年代期间,国内外塑性加工领域,开始研究钢在热锻与冷锻温度之间进行锻造的可能性。
经过20多年的基础研究与技术攻关,逐步解决了温锻成形过程中的关键技术,并使温锻技术进入产业化生产。
在60年代末,温锻作为冷锻生产工艺的补充,主要用于解决难成形的中碳合金钢的精密成形生产,以及大规格的低碳钢零件成形问题。
在这个时期,温锻技术主要注重在成形温度和成形工艺的研究方面,对温锻模具冷却和润滑的重要性认识不够,采用的冷却与润滑方法相对简陋,对润滑的介质研究也在初创阶段。
因此,这个时期温锻的模具寿命大致在数百次到数千次范围内,生产方式大多为手动操作,锻件质量也不够稳定。
经过20多年的温锻生产应用和技术进步,到上世纪90年代末,温锻生产从冷锻工艺的补充发展成一个专门的成形技术,在成形工艺、锻造设备、模具设计-制造和冷却-润滑等各方面取得了全面的发展,已形成一个温锻技术系统。
人们在温锻实践中体会到:模具正确和充分的冷却和润滑,是钢铁温锻生产大批量持续进行的前提。
在这一时期,温锻模具的润滑-冷却理论和技术应用都取得了很大的进步,成为温锻生产的关键技术。
先进润滑和冷却技术的使用,使温锻模具的冷却-润滑处理实现了自动化,模具寿命达到了万次以上,温锻生产效率高、质量稳定,满足了当代汽车零件大批大量的生产要求,在塑性精密成形领域占有越来越重要的地位。
下面具体介绍钢铁温锻生产中的冷却与润滑技术。
一.钢铁的温锻温度范围图1:钢的温锻温度范围图1所示,(200-280) ℃为钢的低温温锻区,由于普通碳素钢在(250-350)℃温度区间会出现“兰脆”现象,所以,一般认为兰脆区是锻造的温度禁区。
但奥氏体不锈钢没有兰脆现象,因此,奥氏体不锈钢的低温温锻区间可以向上延伸到400℃以上。
通常,奥氏体不锈钢多采用低温温锻成形,而碳素钢少有在低温区成形的案例。
等温模锻流程
等温模锻流程是指在模具和工件达到相同的锻造温度后进行的一种模锻方法。
其主要流程包括:
1. 加热:将锻件和模具分别放入炉内进行加热,同时控制加热温度和时间,使得锻件和模具的温度相同。
加热温度根据锻件材料和几何形状的不同而有所变化。
2. 准备:将加热至等温温度的锻件取出,放入预热好的模具中,同时将模具合上。
3. 锻造:将带入模具中的锻件置于锻压机的工作台上,进行锻造操作。
通过锻压机施加压力,使得锻件在等温状态下受到变形并填充模具腔中的空隙。
4. 冷却:在模锻后,将锻件和模具一起取出,并进行冷却处理。
冷却方法包括自然冷却、水冷却或气体冷却等。
5. 清理:将冷却后的锻件从模具中取出,进行喷砂、切割和修整等处理,将最终产品制成。
等温模锻流程的优点是能够在模锻过程中保持模具和锻件的温度相同,避免了因温差引起的冷却收缩和温度梯度产生的应力集中问题,从而可以获得高精度、高质量的锻件。
同时,由于等温模锻中锻件处于等温状态,减小了锻造时的流动阻力,降低了锻造压力和能耗,提高了锻件的成形性能。
钢铁温锻的冷却与润滑江苏森威精锻有限公司徐祥龙2010-11温锻作为冷锻成形的延伸和发展,在当今钢铁精密成形生产中得到越来越广泛的应用。
上世纪60年代期间,国内外塑性加工领域,开始研究钢在热锻与冷锻温度之间进行锻造的可能性。
经过20多年的基础研究与技术攻关,逐步解决了温锻成形过程中的关键技术,并使温锻技术进入产业化生产。
在60年代末,温锻作为冷锻生产工艺的补充,主要用于解决难成形的中碳合金钢的精密成形生产,以及大规格的低碳钢零件成形问题。
在这个时期,温锻技术主要注重在成形温度和成形工艺的研究方面,对温锻模具冷却和润滑的重要性认识不够,采用的冷却与润滑方法相对简陋,对润滑的介质研究也在初创阶段。
因此,这个时期温锻的模具寿命大致在数百次到数千次范围内,生产方式大多为手动操作,锻件质量也不够稳定。
经过20多年的温锻生产应用和技术进步,到上世纪90年代末,温锻生产从冷锻工艺的补充发展成一个专门的成形技术,在成形工艺、锻造设备、模具设计-制造和冷却-润滑等各方面取得了全面的发展,已形成一个温锻技术系统。
人们在温锻实践中体会到:模具正确和充分的冷却和润滑,是钢铁温锻生产大批量持续进行的前提。
在这一时期,温锻模具的润滑-冷却理论和技术应用都取得了很大的进步,成为温锻生产的关键技术。
先进润滑和冷却技术的使用,使温锻模具的冷却-润滑处理实现了自动化,模具寿命达到了万次以上,温锻生产效率高、在塑性精密成形领域占有满足了当代汽车零件大批大量的生产要求,质量稳定,越来越重要的地位。
下面具体介绍钢铁温锻生产中的冷却与润滑技术。
一.钢铁的温锻温度范围图1:钢的温锻温度范围图1所示,(200-280) ℃为钢的低温温锻区,由于普通碳素钢在(250-350)℃温度区间会出现“兰脆”现象,所以,一般认为兰脆区是锻造的温度禁区。
但奥氏体不锈钢没有兰脆现象,因此,奥氏体不锈钢的低温温锻区间可以向上延伸到400℃以上。
通常,奥氏体不锈钢多采用低温温锻成形,而碳素钢少有在低温区成形的案例。
由图1可见,碳素钢的高温温锻范围是(400-850)℃。
但在当前生产实践中,润滑技术的进步,碳素钢温锻温度上限已提升到-随着温锻工艺和模具冷却.(900-950)℃范围内。
因此,钢铁温锻模具的冷却与润滑必须覆盖(200-950)℃这个温度区间。
在生产实践中,我们还没有找到一种冷却和润滑的介质和方法,能在(200-950)℃的全部温锻范围内充分满足钢铁温锻成形的要求,因此,我们必需针对不同的温锻材料和温锻温度区间,选择不同的冷却和润滑介质,并采用不同的冷却和润滑的方法.二.温锻模具的使用温度为保证温锻模具在使用过程中性能不降低,我们在整个温锻成形过程中采用有效措施使温锻模具的工作面在任何时候都不超过该模具钢的回火温度。
这个有效措施就是对温锻模具的冷却。
1.温锻模具的理论许用温度表1.为常用的温锻模具钢种及其淬火-回火温度:钢铁温锻常用模具材料表1.淬火温度回火温度热处理硬度用途备注模具材料(HRC) (℃)(℃) /50-63 550-700 凹模 W18Cr4V1200-1240冲头W6Mo5Cr4V2 550-680 50-63 冲头/凹模 1160-12703Cr2W8V 560-580 50-52 冲头/凹模1100-11401020-1060 560-650 48-52 H13 /冲头凹模1060-1100 热模钢1.2367 /冲头凹模德国标准54-56 600-7001120-1140 /冲头凹模65Nb 国产基体钢58-60 580-6001080-1160YXR33日本日立特钢标准凹模/冲头58-60560-600由表1可见,温锻模具的回火温度多在(550-700)℃范围内。
在温锻生产中,如果模具的工作表面超过回火温度,模具钢的硬度和强度就会急剧下降,严重时会使模具迅速失效。
因此。
温锻模具理论上的许用温度就是该模具钢种的回火温度。
2.温锻模具的实际许用温度1)在温锻成形过程中,模具的热量来自以下几个方面:(1)温锻毛坯向成形模具的热传导;(2)毛坯在成形过程中与模具表面摩擦产生的热量;(3)毛坯变形产生的变形热,并传导给模具。
以上3个因素使模具的温度不断上升。
2)温锻生产中,模具在不断积累热量的同时,也存在不断发散热量的因素:(1)凹模工作面与凹模外园表面存在着温度梯度,使凹模内表面的热量不断传导到模具外表,并通过外表面向空气中不断散热;(2)冲头和凹模工作面直接向空气散发热量;(3)对冲头和凹模表面喷涂的冷却-润滑剂挥发时带走大量热量。
因此,温锻模具在使用过程中,模具温度的积累上升和散发将达到一个动态的平衡。
为维持模具的温度不超过正常使用温度,首先就是考虑建立必要的散热措使模具的平衡温度低于许用温度。
,施温锻生产中,我们可以用红外线测温仪随时检测温锻模具工作表面的温度,来判断模具工作时是否超过回火温度。
我们必需注意到这样一个事实,红外线测温仪检测出的模具表面温度,是在温锻毛坯已被顶出后的模具温度,由于热传导的影响,这个温度比毛坯在模腔里挤压变形时对模具局部的摩擦加热要低一些。
实际上,在温锻大变形量挤压时,毛坯与模具工作带瞬间剧烈的摩擦,对模具表面形成绝热加热效果,有可能使模具工作带瞬间温度超过模具钢的回火温度。
因此,温锻生产中的模具温度控制上限一定要比该模具钢的回火温度低一个量值,使模具工作带的瞬间积累的温度不超过模具钢的回火温度。
因此,温锻模具的许用温度应限制在比模具钢的回火温度更低的范围内,具体的许用温度往往要通过现场试验得到。
经验表明,当锻造变形量大,或锻造变形速度大时,模具的变形摩擦加热现象显著,这时,温锻模具的许用温度比该模具钢的回火温度要低得多。
三.温锻模具的失效形式1.粘连和拉毛这一类实效形式多发生在温锻冲头和凹模的工作带上(见图2)。
发生原因为锻造变形量较大,或变形速度较快的情况,而模具的冷却与润滑都不好的场合,多见于机械压力机温锻生产。
原因为模具工作带与温锻毛坯金属在高压下形成原子接触,并在金属流动摩擦发热后形成焊合点,当毛坯与模具强制脱开时,焊合点拉断,将模具表面粘掉一小块金属而形成凹坑。
多次循环后,凹坑很快联成拉,同时,模具工作带表面因温度异常上升而退火,使硬度下降。
硬度痕(拉毛).下降和表面拉毛的模具与毛坯间的摩擦系数急剧增加,使温锻过程中毛坯与模具间的焊合现象更加严重。
因此,当温锻模具刚发生时,必需立刻对模具表面进行修磨处理,及时去除模具表面的退火组织,并加以抛光。
对发生拉毛的温锻模具继续使用将使模具迅速失效。
选用回火温度较高的模具材料(如高速钢)能改善模具的粘连和拉毛现象。
但这一类模具钢合金含量高,在水冷条件下容易产生开裂,一般不用在高温温锻场合。
对模具表面进行氮化处理是一个不错的选择。
但目前局限于园孔挤压等形状简单的锻件。
经氮化的异形冲头极易在拐角处发生开裂。
2.压塌和磨损这一类实效形式也发生在温锻模具的工作带(见图3、图4),多见于液压机温锻场合。
一般发生在锻件变形速度不快、模具与毛坯间润滑良好、但模具冷却不够的场合。
在这种工况下,模具与毛坯间不易产生粘合,但由于温锻毛坯与模具接触时间长,模具工作带热量积累很快。
当模具局部温度超过模具钢的回火温度后,模具局部硬度和强度下降,在强大的温锻挤压力作用下造成塌陷变形并迅速磨损。
.对这种压塌和磨损的模具进行修复的工作量较大,因此关键是不让模具的温度积累达到许用温度以上。
在这种情况下,对模具温度的持续监控和采用高效的模具冷却措施是有效的。
.裂纹3 温锻冲头和凹模不象冷锻那样容易产生早期开裂。
温锻冲头的早期开裂一般都是采用了高合金含量的模具钢,并用了不恰当的冷却方法。
凹模的早期开裂除与钢种和冷却有关外,凹模预应力外圈的设计和制作也是重要因素。
4.温锻冲头的弯曲变形温锻生产一般都在较高温度下,这时候材料的变形抗力较小,很少会发生冲头弯曲变形的情况。
但如果锻造温度选择不当,同时温锻工步较多时,终锻温度有时会低于设计温度。
这时候,材料的变形抗力接近冷锻的水平,大幅度上升的锻造力致使冲头弯曲(见图5)。
这种失效形式一般发生在低温温锻中,锻造设备为手动低速压机(如液压机),同时模具材料选用了如3Cr2W8、H13等硬度(如改善的方法是提高锻造温度和改用硬度和强度更高的模具材料较低的钢种。
.65Nb、08Al、YXR33、QHZ等)。
由上可见,温锻模具的的失效形式与模具的冷却和润滑条件直接有关。
要使温锻生产能高效率持续进行下去,关键是在温锻生产过程中,保持温锻模具稳定工作在许用温度以下、控制温度的波动,并且保持毛坯与模具工作表面有可靠的润滑,避免毛坯和模具间出现原子接触现象,并减小摩擦力。
四.温锻冷却和润滑的实用方法1.温锻早期的冷却与润滑1)油剂的冷却与润滑早期的碳素钢温锻为了避免毛坯表面氧化脱碳,加热温度一般选在(650-700)℃范围内,锻造压力机为单工位机械压力机或液压机,操作方式为手动。
模具的冷却和润滑介质采用炮油或油剂石墨,冷却剂用手工刷涂的方法涂敷在冲头和凹模的工作面上。
油剂刷涂的润滑效果较好,但冷却效果不佳。
因为油的热容量小,油的挥发不能带走大量的热量。
另外,油类挥发时产生大量的油烟,搞得生产现场乌烟瘴气,生产环境差、影响工人健康。
当锻造温度提高,模具温度较高时,油剂的涂.敷变得十分困难。
因此,油剂冷却-润滑的方法只适用于低温温锻的工艺试验和小批量生产场合,特别适合于奥氏体不锈钢的低温挤压场合。
2)水冷却和水剂石墨的使用随着温锻温度的提高,对模具快速降温成为温锻生产的关键,油剂冷却和润滑的方法已远不能满足温锻生产的需要。
这时候出现了很多对温锻模具的冷却和润滑方法:(1)冲头浸涂和凹模喷涂水剂石墨的方法如图6所示,每次温锻循环中,操作工用雾化喷头对凹模进行喷涂冷却,同时,用盛满水剂石墨的容器对冲头实施浸没冷却,试图在较短时间将冲头冷却到合适的温度。
这种方法在早期的温锻生产中得到了广泛的应用。
技术关键:温锻凹模的表面温度要控制在(150-200)℃范围内。
在这个温度范围,水剂石墨喷上去会吸附在模壁上,水份会迅速蒸发,在带走模具热量的同时留下一层石墨皮膜。
这一层石墨膜对后续的温锻成形极其有利:石墨膜在温锻毛坯和模具间起到了绝热隔层和润滑介质的作用,减少了温锻毛坯向模具的热传导,阻止了毛坯与模具间的原子接触,并有效减少了毛坯与模具间的摩擦力。
控制水剂石墨的浓度,并调节喷涂的时间,可以达到最佳的冷却效果或是得到合适厚度的石墨涂层。
有时,人们担心水剂喷涂对庞大的凹模冷却效果不够,特意在凹模里设计了这种方法对凹模手工刷实际上,用通冷却水的方法对凹模进行冷却。
冷却水套,涂油剂冷却-润滑剂的场合是有效的,在推广应用水剂石墨喷涂后,在高压喷涂的水雾气化时,凹模的热量被迅速带走,由于水的蒸发所吸收的热量20倍于水在保持液态时吸收的热量,因此,喷雾冷却的效果远远超过水套冷却。