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TD覆層處理應用在汽車鑲塊類模具的有關注意事項

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人氣:-發表時間:2014-05-29 09:25【

TD覆層處理溫度是850℃-1050℃,是一種高溫處理過程,處理過程的升溫與降溫過程中會產生熱應力;對于鋼鐵材料而言一般都還會有相變過程,相變的結果會形成相變應力和工件比容的變化。熱應力,相變應力,比容的變化都會使工件產生變形甚至開裂的現象。而TD覆層處理是模具的終加工工序,處理后不容許再加工,所以TD覆層處理技術能否成功應用的關鍵是:形成合格的表面覆層;:在保證足夠的母材硬度的同時要盡量減小工件的變形,并杜絕開裂現象;第三要避免因TD覆層處理后對模具表面摩擦系數的變化而引發的問題。根據我司十余年實踐經驗,要用好該技術必須特別注意以下問題:

1. 材料要求:

對于各類模具,須采用熱處理微變形鋼。一般比較理想的材料是進口的日本的SKD11,SLD,KD11S,DC11,美國的D2,瑞典的XW-42;國產鋼材如Cr12Mo1V1,Cr12MoV等高鉻模具鋼。須說明的是,目前國產模具鋼材質量參差不齊,要是用國產的鋼材,建議用品質優良的鋼材,否則容易出現變形超差的問題。

所謂鋼材品質主要表現為兩個方面,一方面是材料成分,另一方面是材料的偏析程度。

1) 材料成分直接影響模具的熱處理溫度和淬透性能,在我們的長期實踐中發現國內冷作模具材料的成分極其混亂,要滿足TD覆層處理微變形的要求,高鉻類冷作模具鋼材必須達到以下標準:(重量百分比%) 碳C 1.4-1.8;鉻Cr 10.5 -12.5;鉬Mo 0.4-1.5;釩V 0.15-1.0;硫、磷S、P少于0.03;硅少于0.4。

2) 碳化物偏析程度主要影響材料各方向的變形量及開裂傾向,評價其偏析程度由碳化物級別確定。碳化物級別高,碳化物偏析越嚴重,熱處理過程中各個方向上的變形量會有大的區別,并容易出現開裂傾向,影響碳化物級別的主要影響因素是材料材料冶煉方式及鍛造比,為減小各方向變形量不同,杜絕開裂傾向,必須采用電渣重熔及碳化物級別3級以下的材料。

2. 設計方面:

1) 截面急劇變化或內部有尖角的鋼件,熱處理過程中會產生很大的內部應力,使工件容易變形或開裂,所以要TD覆層處理的工件設計時要盡量避免截面急劇變化和有內尖角的結構;

2) 薄板狀和細長工件熱處理時很容易出現翹曲或彎曲變形,為減少模具鑲塊的變形,鑲塊的長厚比或長徑比不得大于8;

3) 避免L型及U型結構,此類結構容易使開口部位出現較大張開或收攏變形;

4) 模具鑲塊無需設計過大,一般建議單件重量小于70KG。鑲塊設計過大,熱處理過程中容易出現開裂傾向,即使熱處理后不出現開裂,其內部也會殘留較大內應力,在隨后的TD覆層處理過程中增加開裂傾向;

5) TD覆層處理后模具與成型材料間摩擦系數會大大降低,對于復雜模具必需考慮TD覆層處理后摩擦系數的變化對模具成型的影響。

3.焊補問題:在模具或工件加工過程中,由于各種因數的影響,有可能需要焊補。焊補過的模具或工件如要進行TD覆層處理,對焊補材料和焊接方法有要求,原則是焊補過后可以進行正常的淬火回火等熱處理而在焊補處不出現裂紋;否則,TD覆層處理后的工件難以保證不出現裂紋,有關焊接補焊技術見有關焊接技術要求。

4.熱處理:工件的熱處理狀況對后續熱處理變形量有重要影響,建議采用1020-1040℃真空淬火,500-520℃3次以上回火。

5.要TD覆層處理的工件如已做過其他表面處理,如各類滲氮,滲硼,鍍硬鉻,PVD沉積,需將原表面處理層徹底清除,否則會影響TD覆層的表面質量,而已做過TD覆層處理的工件,只需將損傷部位修復即可再進行TD覆層處理,效果如新。


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