锻件成本很大程度上取决于锻模寿命。在市场经济年代,为赢得用户,锻模寿命愈益显得重要,特别是大型模具。目前,延长模具寿命主要从以下几方面着手。
1、锻模材质的控制
锻模在工作过程中要受到很大的冲击, 同时受冷热交替作用,润滑剂燃烧产生的气体腐蚀,要求锻模材料具有高的室温和高温强度,高的韧性,还要求导热性好,热膨胀系数小。因此内部冶金质量的好坏直唼影响到锻模寿命。实践证明, 钢中白点、残余缩孔、气泡、夹杂物、翻皮、裂纹、严重疏松等冶金缺陷是导致模具早期失效的原因之一。对于模具材料,特别是大型锻件生产中热锻模具钢除加入恰当比例的合金元素外,采用真空精炼或电渣重熔,是获得高韧性、高寿命模具钢的重要途径。对于等温模锻用的模具材料,采用真空感应熔炼或真空感应加真空自耗来减少冶金缺陷是十分必要的。
2、修改锻模设计
锤锻模上的圆角半径不能太小,尤其 型槽深处的凹圆角半径不能过小。锻件坯料填充满小圆角需要很大压力,这是由于被流动金属推挤到凹圆角处的润滑剂燃烧产生的气体需要极大压力克服。此处往往是应力集中的危险部位,加之反复急冷急热等都会使该处容易产生裂纹。
型槽壁厚和模块厚度应足够,对大吨位锻锤上使用的锻模,型壁厚推荐s>1.5h,以防变形金属在锤击下向水平方向冲击,从而使锻模产生过大的拉应力。模块厚度也不宜过小,因为锻模高度尺寸小时,应力分布很不均匀,随着模块高度增加,差别减小,一般建议H/h在2.5?7范围内较合适(H为模块高度;h为型槽深度)。
毛边槽桥部尺寸,在保证造成足够阻力的前提下,高度尺寸不宜过小,否则多余的变形金属向毛边槽流动的阻力过大,容易胀裂桥部。
在模块上布排型槽时,应注意纤维方向不能与打击方向平行。 否则,在打击锻件时力作用容易将模块沿纤维方向劈裂。
3、热处理和表面强化
在锻件生产中锻模可以通过强韧化热处理工艺延长寿命,目前常见的方法有下列几种。
①细化碳化物、清除链状碳化物的组织预处理。如4Cr3Mo3W2V钢,采用预先正火,高温双重淬火、回火处理,可将模具的断裂韧性提高40%,不仅增强抗热疲劳和热磨损能力, 还改善大截面锻模的尺寸敏感性。
②应用高淬、高温回火工艺,提高3Cr2W8等热锻模具材料的热强性和热稳定性。
③应用低温回火工艺(<450℃),可提高用作轧辊的热锻模具材料的硬度、强度、韧性和抗疲劳能力。
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