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高硬度刀具对淬火模具钢切削加工的影响

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高硬度刀具对淬火模具钢切削加工的影响

发布日期:2015-01-14 10:53 来源:http://www.zzpuruike.com 点击:

在模具加工及机械制造行业,高硬度材料是模具、耐磨零件常见加工材料,其工作条件差则要求刀具具有足够的耐磨性能,高硬度材料具有代表性的有模具钢、淬火钢等。钨钢合金


这些工件材料的硬度较高、抗拉强度可达2600Mpa,且导热系数低;属难切削加工材料;与一般材料比铣刀切入时的切削扭矩、温度均明显偏大,切削力的波形为尖峰脉冲,单位切削力。


切削加工时,一般高硬铣刀主要有刀尖破损、非正常破损、切削刃疲劳磨损、涂层烧伤及脱落等,而刀尖破磨损效最为突出。因为切削产生的变形比很大,使切屑(一般为针状)与前刀面接触面积以及时间都比较小,切削热集中在刃口附近的前刀面上,而且材料导热系数低,切削温度很高,加速了切削刀具的磨损;因而刀具寿命大多不够稳定,成为模具加工中较为普遍存在的现象。


淬火过程对变形的影响:


1淬火温度 


淬火温度是影响变形的主要参数之一,直接影响变形的大小。如淬火温度选择较高,在加热过程中会使唤加热速度增快,当套圈子表面(A点)已进入塑性区域,而套圈子心部(B点)还处在弹性区域,导致温度梯度和胀量差△L增大,使内应力增加,如图1所示。在较高淬火加热温度下,还会使碳化物进一步溶解,奥氏体晶粒逐渐长大,使塑性变形抗力降低和内应力增大,造成变形增加。 高温合金刀具


如淬火温度选用适宜,可以降低套圈子表面与心部的温度差,使加热较均匀,从而使内应力降低,变形减少。淬火温度与应力的关系如图2所示。故淬火温度I区应选用工艺下限或比下限低5~10℃。 


2保温时间 


在较低的温度下保温时间过短,套圈在加热过程中就会有过多的未溶碳化物,使合金化和碳浓度不足,在淬火中使奥氏体稳定性低,易出现屈氏体。如保温时间过长,淬火过程中会使内应力相对增大,导致变形增多。 


在奥氏体均匀化时应采用最短的保温时间,建议取总加热时间的0.3~0.4倍(根据零件壁厚不同选取)。 


3冷却方法 


冷却不均匀是造成变形的原因之一,套圈在淬火冷却时,表面冷却快,心部冷却慢,当表面过冷奥氏体开始向马氏体转变时,心部还未发生转变。由于比容不同(马氏体大于奥氏体)会产生一定的组织应力,并且应力的大小与淬火冷却速度有很大的关系,淬火冷却速度越快,套圈的表面与心部温差越大,达到马氏体转变点的时间差越大,产生内应力也就越大,使变形增加。


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