模具热处理的变形问题与防范措施的分析

本文通过模具的材料材质、残余应力、结构设计、制造工序、热处理加热的工艺与冷却工艺等几个影响因素,分析了模具热处理过程中的变形问题,并从这几个方面提出了相应的预防措施和改善措施。     

模具热处理技术进展

模具热处理是保证模具性能的重要工艺过程。它对模具的如下性能有着直接的影响: (1) 模具的制造精度 组织转变不均匀、不彻底及热处理形成的残余应力过大造成模具在热处理后的加工、装配和模具使用过程中的变形,从而降低模具的精度,甚至报废。 (2) 模具的强度 热处理工艺制定不当、热处理操作不规范或热处理设备状态不完好,造成被处理模具强度(硬度)达不到设计要求。 (3) 模具的服役寿命 热处理造成的组织结构不合理、晶粒度超标等,导致主要性能如模具的韧     

螺旋锥齿轮热处理和磨削残余应力有限元分析

为了对螺旋锥齿轮加工过程中表面残余应力进行分析和控制,应用DEFORM和ABAQUS软件建立螺旋锥齿轮热处理和磨削仿真模型,研究热处理和磨削过程残余应力提取与叠加方法,分析磨削速度、磨削切深、进给速度对残余应力的影响规律。通过磨削加工试验,验证有限元仿真的可信性,为齿轮热处理和磨削工艺参数的确定提供理论指导。     

T10钢冲模开裂原因及预防

T10钢冲模热处理后,在线切割加工成型过程中出现裂纹,分析认为,热处理残余应力与线切割残余应力的综合作用是导致模具表层开裂的原因,热应力则导致了大尺寸或较大尺寸模具心部淬裂,从理论上分别提出了预防措施。     

不同电火花加工条件下Cr12MoV钢的表面残余应力

利用X-350型X射线残余应力分析仪和DJP-2型电解抛光仪逐层去除的方法,在不同的加工条件下,分别实测了模具制造过程中常使用的冷作模具钢(Cr12MoV)电火花加工表面的残余应力,结果表明,表面残余应力的产生和控制主要取决于加工电规准、工件材料、热处理、工具电极材料和加工液等,加工后的表面残余应力可采用高温回火热处理来消除.但回火温度不要超过电火花加工前的最高回火温度,否则,材料表面硬度降低.     

基于单颗粒磨削加工钢材研究

很多模具制造的材料具有淬硬性、耐磨性的特点,但是,经过磨削加工后模具表面往往容易产生烧伤、软化等影响模具良好使用的现象,磨削过的模具表面也容易产生残余应力和微观裂纹,因而降低了加工工件的质量。根据砂轮表面形貌建立砂轮磨粒模型,将单颗粒磨粒与4Cr5MoSiV1模具钢进行磨削试验,揭示磨削速度与磨削温度、磨削力之间的关系,为磨削表面质量控制和磨削工艺参数优化提供了理论依据。     

轴承钢顺次磨削表面残余应力离散度试验研究

以轴承钢顺次磨削表面的残余应力离散度为研究对象,基于X射线衍射法顺次测试了轴承套圈淬硬热处理、粗磨、精磨和超精磨削后,轴承滚道表面环向和轴向残余应力.测试结果表明,淬硬热处理工件的残余应力标准差约为超精工序的3倍;淬硬热处理轴承套圈经超精磨削工序,其表面的环向和轴向残余应力离散度降至20 MPa.研究表明淬硬轴承钢热处理及同一道磨削工序工件表面残余应力存在较大离散性,"粗磨-精磨-超精"顺次磨削工艺叠加后,工件表面残余应力离散度呈现收敛性;淬硬热处理轴承套圈经过顺次磨削工序叠加加工后,表面残余压应力平均值获得大幅提高.这为进一步系统揭示磨削工艺对淬硬轴承钢套圈表面残余应力及其离散度影响规律提供了科学数据.     

渗硼-等温淬火复合强化工艺在冷镦模上的应用

铜螺钉冷镦模具在服役过程中承受着多种压缩应力、疲劳应力以及冲击胀力、摩擦力，致使模具容易产生疲劳崩裂及型腔表面磨损、拉毛及擦伤等早期失效问题。针对以上问题，本文采用了渗硼-等温淬火复合强化热处理工艺，使冷镦凹模具有了表面高硬度、高耐磨性与基体具有高强度、高韧性的完美结合，故可使模具使用寿命比常规热处理工艺提高20倍以上。     

产品信息

超低温深度冷处理是物理学的一个分支。它通过超低温(-196℃)来处理工模具材料,使经过处理后的工模具材料内部晶格产生更加紧密有序的变化,彻底消除热处理过程中工模具材料所产生的内部应力。将材料内部的残余奥氏体转变为更加稳定、耐磨的马氏体,从而达到提高工模具耐磨性、韧性以及强度的目的,使工模具的使用寿命大大提     

钛合金TC11毛坯热处理过程数值模拟

毛坯残余应力对零件加工变形有重要影响.为了显示钛合金TC11毛坯热处理过程后的残余应力状态,利用三维有限元模型对钛合金TC11的热处理过程进行了数值模拟,并研究了热处理数值模拟过程中材料本构关系、热传导等关键技术.通过数值模拟获得了热处理过程中温度的变化、残余应力的分布及最后冷却后的残余应力状态.     

热处理工艺对单晶硅片残余应力的影响研究

为了了解热处理工艺对单晶硅片残余应力的影响,选取了PHOS-5和BORON-9两种材料的五吋单晶硅片试样,通过切割法研究同种材料在扩散炉内不同位置以及低温热处理温度改变后硅片内残余应力的变化情况。研究表明:硅片中的最大残余应力普遍存在于单晶硅片的边缘部分,硅片在炉内位置的变化并不能明显改变硅片的残余应力;在炉内最高温度相同的情况下,当低温热处理温度不同时,单晶硅片中残余应力的释放也不同,从而引起硅片内的最大残余应力有明显的改变。     

热处理自动化线水平淬火工艺的研究与应用

以液压支架油缸新型热处理自动化线的水平淬火工艺为研究对象,针对热处理自动化线的应用,对比分析了水平淬火工艺与传统的垂直入液的淬火工艺,对淬火冷却时材料的组织变化、残余应力、变形因素等进行研究;通过改善热处理工艺参数,优化热应力及组织应力影响,从而达到硬度均匀,避免残余应力影响,变形量受控。     

冷作模具材料性能分析及其选用

模具材料作为制造模具的基础,它的性能和热处理工艺对模具寿命有着决定性的影响。冷作模具性能要求包括耐磨性、韧性、强度、抗疲劳性能和抗咬合性。冷作模具材料热处理工艺性能主要包括:淬透性,淬硬性,耐回火性,过热敏感性,氧化脱碳倾向,淬火变形和开裂倾向等。冷作模具钢按成分和性能可分为碳素工具钢、高碳低合金钢、高耐磨模具钢、高速钢、基体钢、无磁模具钢、硬质合金及钢结硬质合金。合理地选用冷作模具材料并进行精确的成形加工和适当的热处理,能够有效的提高模具使用寿命。     

汽车渗碳淬火齿轮的表面残余应力研究

研究了汽车齿轮生产中渗碳热处理过程中淬火冷却和回火状况，以及磨削加工对汽车齿轮表面残余应力的影响。研究表明，充分淬火冷却有利于表面残余压应力的提高，正确的磨削工艺不改变残余应力的分布，但过多的磨削热会在次表层产生高的拉应力。     

模具钢高速硬铣削加工表面完整性及其耐磨性研究

随着刀具制备技术与高端机床的不断发展,高速硬切削技术在模具制造行业的应用可行性逐渐提高。鉴于冷作模具在服役过程对耐磨性的要求高的特点,本文以淬硬模具钢为研究对象,研究高速铣削时工件表面完整性及其耐磨性关于切削速度的影响规律。结果表明,表面粗糙度随主轴转速的提高而降低;表面加工硬化显著,存在残余压应力,且二者均随主轴转速的提高而降低;表面耐磨性是表面硬度、表面残余应力和表面缺陷等多因素协同作用下的结果,随主轴转速的提高呈先增强后减弱的规律。该结果可用于指导模具钢铣削加工时切削参数的选择,有助于实现模具钢高性能制造。     

基于DEFORM有限元仿真的弧齿锥齿轮热处理过程残余应力与变形分析

基于传热学基本原理和热弹塑性理论,采用有限元方法,建立了弧齿锥齿轮热处理分析模型,利用DEFORM软件模拟了渗碳淬火工艺对轮齿残余应力分布和变形量的影响,得到了渗碳淬火过程中微观组织、齿面残余应力和轮齿变形随时间的变化规律,并研究了不同淬火温度对轮齿残余应力、变形及抗疲劳性能的影响规律。仿真结果表明,热处理后轮齿齿面形成压应力,芯部形成拉应力,随着淬火温度的升高,残余压应力增大,这有利于改善弧齿锥齿轮的疲劳特性和使用性能,同时轮齿齿面变形量的分析能够为后续的弧齿锥齿轮磨削加工工艺参数的确定提供一定的理论指导。     

热处理消除纯铜车削残余应力实验分析

在大尺寸弱刚性构件的加工过程中,车削引入的残余应力是导致加工变形的一个重要因素,因此有必要对残余应力进行消除.采用热处理方法可以有效消除车削残余应力,针对纯铜材料通过端面车削制备车削试样,并开展热处理实验,采用基于电子散斑干涉的钻孔法测量了热处理前后的车削残余应力,分析了不同保温温度和保温时间对残余应力释放的影响,同时利用奥林巴斯显微镜和显微维氏硬度计表征了不同热处理参数下亚表面微观组织和硬度的变化,发现在保温温度400℃时车削残余应力明显降低,最大残余应力释放率达到75％以上,有效消除了车削残余应力,并且亚表面会发生再结晶现象,加工硬化层会发生明显软化.     

残余应力消除技术

机械制造过程会产生各种残余应力,实践表明,残余应力对数控机床的精度、可靠性和精度寿命都会产生很大的影响,但这一问题还未引起机床制造企业的足够重视。文章结合生产实际介绍残余应力的分类、产生原因及危害,对残余应力检测技术和消除技术进行论述,重点对铸造、焊接、热处理、压力加工和切削加工等5类典型工艺过程中产生的残余应力进行了比较全面的分析,提出数控机床零部件制造过程中残余应力消除的一般流程。残余应力的控制对提升数控机床整机精度、可靠性和精度寿命具有特别重要的意义。     

飞机整体结构件加工变形的产生和对策

分析了整体结构件加工变形的产生机理。通过两个实例，说明了整体结构件已去除材料残余应力的释放和切削加工表面残余应力对工件变形的影响。提出了深冷处理消除毛坯残余应力、高速切削和切削加工工艺优化等抑制整体结构件加工变形的策略。针对整体结构件弯曲变形，提出了校正需要满足的基本曲率关系．     

不同沉积工艺下TiN涂层金属学特性的研究

采用不同沉积工艺得到的TiN涂层高速钢的物相主次不同 ;涂层宏观残余应力呈压应力状态 ,应力状态主要与膜 /基材料的热力学性能的差别有关 ;不同沉积工艺得到的TiN涂层高速钢的晶粒度约 0 1μm ,其对涂层的耐磨性影响不大 ,微观残余应力对耐磨性起了很大作用 ;不同沉积工艺得到的TiN涂层的点阵参数偏大 ,这主要是由涂层的微观残余应力和原子置换引起的 ;摩擦学实验表明以 ( 111)晶面择优取向的试样的耐磨性最佳