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深冷處理-模具深冷處理的原理和應用

文章出處:longevitymanzanita.com 人氣: 發表時間:2019-03-06 09:29

深冷處理-模具深冷處理的原理和應用
在傳統的模具熱處理后,雖然材料性能得到了很大的改善,但由于受到殘余應力的影響,影響模具的疲勞壽命,受到外力作用時,容易發生變形。模具深冷處理就是在低溫環境下,將模具中殘留的應力盡可能地轉變,達到改善模具材料性能的目的。
深冷處理-模具深冷處理的原理和應用
一、殘余應力影響模具的使用壽命及尺寸穩定性
模具淬火的殘余應力來源于兩個方面:一為加熱及冷卻不均勻產生的體積應力;二為馬氏體轉變產生的組織應力。這兩種殘余應力一般均為拉應力,這種殘余拉應力的存在降低了模具的實際承載能力,也就是降低了模具的疲勞壽命。殘余應力的存在會使模具受外力作用時,尺寸容易發生變化。同時,模具加工過程產生的應力重新分布,往往使加工精度不易達到,嚴重時還會造成模具開裂。
二、模具深冷處理的意義
材料在淬火過程中發生奧氏體向馬氏體轉變,由于馬氏體的容積比較大,因而在材料內部造成很大的壓應力,使得奧氏體向馬氏體轉變越來越困難,最后導致轉變進行不下去,剩余的奧氏體即稱為殘余奧氏體,這是在室溫條件下發生的變化。如果轉變的環境溫度大幅下降,會導致馬氏體的體積發生收縮,其對周邊的壓應力就會減小,這樣殘余奧氏體的轉變又得以進行,深冷處理的機理就在于此。
一般來講,D2材料室溫條件下淬火會殘留20%的奧氏體,在-196℃超深冷時,其殘余奧氏體量會下降到2-4%,在-80℃一般深冷處理時,仍會保留10%的殘余奧氏體。
三、模具深冷處理的效果
1、殘余奧氏體幾乎全部轉變為馬氏體,模具的硬度得到提高(一般可提高1-3HRC);
2、耐磨性提高;
3、殘留應力大幅度下降;
4、改善線切割的加工性能,精度(包括定位精度)穩定性好,粗切的孔徑垂直度偏差減少,切割大件或薄件不會產生夾線;
5、室溫變化(±20℃)引起的模具尺寸的線性變化比常規處理可減少三分之二,有利于模具高精度尺寸的保持;
6、沖切口的壽命明顯提高,可顯著降低模具的使用成本。
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