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高速 公路路沿石塑料模具加工减少缺陷的几个实用妙招!

高速 公路路沿石塑料模具加工减少缺陷的几个实用妙招!

为了 提高模具的使用性能,很多 厂商都会对其模具进行适当加工,模具 加工指的是成型和制坯工具的加工,此外 还包括剪切模和模切模具,但是在很多情况下,模具 加工完也会体现出加工的缺陷,导致模具性能下降,那如 何建设模具加工缺陷呢?高速 公路路沿石塑料模具其以下七大措施可建设模具加工缺陷。


1、合理选择和修整砂轮


采用 白刚玉的砂轮较好,它的性能硬而脆,且易产生新的切削刃,因此切削力小,磨削热较小,在粒 度上使用中等粒度,如46~60目较好,在砂 轮硬度上采用中软和软(ZR1、ZR2和R1、R2),即粗粒度、低硬度的砂轮,自励 性好可降低切削热。 精磨 时选择适当的砂轮十分重要,针对 模具钢材的高钒高钼状况,选用GD单晶 刚玉砂轮比较适合,当加工硬质合金、淬火硬度高的材料时,优先 采用有机粘结剂的金刚石砂轮,有机 粘结剂砂轮自磨性好,磨出 的工件粗糙度可达Ra0.2μm,近年来,随着新材料的应用,CBN(立方氮化硼)砂轮 显示出十分好的加工效果,在数控成型磨床、坐标磨床、CNC内外圆磨床上精加工,效果 优于其它种类砂轮。在磨削加工中,要注意及时修整砂轮,保持砂轮的锐利,当砂轮钝化后,会在工件表面滑擦、挤压,造成工件表面烧伤,强度降低。

2、合理使用冷却润滑液

发挥冷却、洗涤、润滑的三大作用,保持冷却润滑清洁,从而 控制磨削热在允许范围内,以防止工件热变形。改善 磨削时的冷却条件,如采 用浸油砂轮或内冷却砂轮等措施。将切 削液引入砂轮的中心,切削 液可直接进入磨削区,发挥有效的冷却作用,防止工件表面烧伤。

3、将热 处理后的淬火应力降低到最低限度

因为淬火应力、网状 碳化组织在磨削力的作用下,组织 产生相变极易使工件产生裂纹。对于 高精度模具为了消除磨削的残余应力,在磨 削后应进行低温时效处理以提高韧性。

 

模具 的真空热处理包含了预备热处理、最终 热处理及表面强化处理。通常 热处理缺陷是指模具在最终热处理过程中或在以后的工序中以及使用过程中出现的各种缺陷,如淬裂、变形超差、硬度不足、电加工开裂、磨削裂纹、模具的早期破坏等。下面跟高速 公路路沿石塑料模具一起来详细了解这些缺陷预防措施吧!

淬裂

淬裂 的原因及预防措施如下:

1、形状效应,主要 是设计因素造成的,如圆角R过小、孔穴位置设置不当,截面过渡不好。

2、过热(过烧),主要 是由控温不准或跑温、真空 热处理工艺不规范、不合理、特别是回火不充分。设置温度过高、炉温不均等因素造成,预防措施包括检修、校对控温系统,修正工艺温度,在工 件与炉底板间加垫铁等。

3、脱碳,主要由过热(或过烧)、空气炉无保护加热、机加余量小,锻造 或预备热处理残留脱碳层等因素造成,预防 措施为可控气氛加热,盐浴加热,真空炉、箱式 炉采用装箱保护或使用防氧化涂料;机加工余量加大2~3mm。

4、冷却不当,主要 是冷却剂选择不当或过冷造成,应当 掌握 淬火介质冷却特性或回火处理。

5、原材料组织不良,如碳化物偏析严重,锻造质量差,预备 热处理方法不当等,预防 措施是采用正确的锻造工艺和合理的预备热处理制度。

 

硬度不足

硬度 不足的原因和预防措施如下:

1、淬火温度过低,主要 是由于工艺设置温度不当、控温系统误差、装炉 或进入冷却槽方法不当等原因造成,应该修正工艺温度,检修校核控温系统,装炉时,工件 间隔合理摆放均匀,分散入槽,禁止 堆积或成捆入槽冷却。

2、淬火温度过高,这是 由工艺设置温度不当或控温系统误差造成,应当修正工艺温度,检修校核控温系统。

3、过回火,这是 由回火温度设置过高、控温 系统故障误差或炉温过高时入炉造成,应当修正工艺温度,检修校核控温系统,不高于设置炉温装入。

4、冷却不当,原因是预冷时间过长,冷却介质选择不当,淬火 介质温度渐高而冷却性能下降,搅拌 不良或出槽温度过高等,措施:出炉、入槽等要快;掌握 淬火介质冷却特性;油温60~80℃,水温30℃以下,当淬 火量大而使冷却介质升温时,应添 加冷却淬火介质或改用其它冷却槽冷却;加强冷却剂的搅拌;在Ms+50℃时取出。

5、脱碳,这是 由原材料残留脱碳层或淬火加热时造成,预防 措施为可控气氛加热,盐浴加热,真空炉、箱式 炉采用装箱保护或使用防氧化涂料;机加工余量加大2~3mm。

 

变形超差

在机械制造中,热处 理的淬火变形是绝对的,而不变形才是相对的。换句话说,只是 一个变形大小的问题。这主 要是由于热处理过程中马氏体相变具有表面浮凸效应。预防热处理变形(尺寸变化和形状变化)是一 项非常困难的工作,在许多情况下,不得 不依靠经验加以解决。这是 因为不仅钢种和模具形状对热处理变形有影响,不当 的碳化物分布状态及锻造和热处理方法同样会引起或加剧,而且 在热处理诸多条件中,只要 某一条件发生变化,钢件 的变形程度就会有很大变化。尽管 在相当长时间还主要靠经验和试探法去解决热处理变形问题,但正 确掌握原材料锻造、模块取向、模具形状、热处 理方法与热处理变形的关系,从已 经积累的实际数据中去把握热处理变形规律,建立 有关热处理变形的档案资料,却是 一项极有意义的工作。

 

脱碳

脱碳 是由于钢件在加热或保温时,因周围气氛的作用,使表 面层部分的碳全部或部分丧失的现象和反应。钢件 的脱碳不仅会造成硬度不足、淬裂 和热处理变形及化学热处理缺陷,而且对疲劳强度、耐磨 性及模具性能也有很大影响。

 

放电加工引起的裂纹

在模具制造中,采用放电加工(电脉冲及线切割)是越 来越普遍采用的加工方法,但随 着放电加工的广泛应用,其引 起的缺陷也相应增多。由于 放电加工是借助于放电所产生的高温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电加工变质层,并产生800MPa左右的拉应力,这样,在模 具的电加工过程中常出现变形或裂纹等缺陷。因此,采用放电加工的模具,必须 充分掌握放电加工对模具材料的影响,并预 先采取相应的预防措施。防止 热处理时的过热和脱碳,并进 行充分回火以降低或消除残留应力;为了 充分消除淬火时产生的内应力,要进行高温回火,因此 应采用能承受高温回火的钢种(如Crl2型、ASP一23、高速钢等),以稳 定的放电条件进行加工;放电加工后,作稳定化松驰处理;设置合理的工艺孔、槽;充分消除再凝固层,以便 在健全的状态下使用;利用矢量平移原理,对切 割前哨已集中的部分内应力傲切通引流分散释放。

 

韧性不足

韧性 不足的原因可能是淬火温度过高,且保 温时间过长引起晶粒粗化造成的,或由 于没有避开回火脆性区进行回火。


磨削裂纹

当工 件内有大量的残留奥氏体时,在磨削热的作用下,发生回火转变,从而产生组织应力,导致工件开裂。其预防措施是:淬火 后进行深冷处理或多次重复回火(模具回火一般为2~3次,即使 是冷加工用低合金工具钢也是如此),最大 限度地降低残留奥氏体量。


4、消除磨削应力

也可将模具在260~315℃盐浴中浸1.5 min,然后在30℃油中冷却,这样硬度可下降1HRC,残留应力降低40%~65%。


5、恒温磨削

高速 公路路沿石塑料模具对于尺寸公差在0.01 mm以内 的精密模具的精密磨削要注意环境温度的影响,要求恒温磨削。由计算可知,300mm长的钢件,温差3℃时,材料有10.8μm左右的变化,(10.8=1.2×3×3,每100mm变形量1.2μm/℃),各精 加工工序都需充分考虑这一因素的影响。


6、采用电解磨削加工

改善 模具制造精度和表面质量。电解磨削时,砂轮刮除氧化膜:而不是磨削金属,因而磨削力小,磨削热也小,不会产生磨削毛刺、裂纹、烧伤等现象,一般 表面粗糙度可优于Ra0.16μm;另外,砂轮的磨损置小,如磨削硬质合金,碳化 硅砂轮磨损量大约为磨削掉的硬质合金重量的400%~600%,用电解磨削时,砂轮 的磨损量只有硬质合金磨除量的50%~100%。


7、合理选择磨削用量

采用 径向进给量较小的精磨方法甚至精细磨削。如适 当减少径向进给量及砂轮速度、增大轴向进给量,使砂 轮与工件接触面积减少,散热条件得到改善,从而 有效地控制表层温度的提高。


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