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TD覆层处理应用在汽车镶块类模具的有关注意事项

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人气:-发表时间:2014-05-29 09:25【

TD覆层处理温度是850℃-1050℃,是一种高温处理过程,处理过程的升温与降温过程中会产生热应力;对于钢铁材料而言一般都还会有相变过程,相变的结果会形成相变应力和工件比容的变化。热应力,相变应力,比容的变化都会使工件产生变形甚至开裂的现象。而TD覆层处理是模具的最终加工工序,处理后不容许再加工,所以TD覆层处理技术能否成功应用的关键是第一:形成合格的表面覆层;第二:在保证足够的母材硬度的同时要尽量减小工件的变形,并杜绝开裂现象;第三要避免因TD覆层处理后对模具表面摩擦系数的变化而引发的问题。根据我司十余年实践经验,要用好该技术必须特别注意以下问题:

1. 材料要求:

对于各类模具,须采用热处理微变形钢。一般比较理想的材料是进口的日本的SKD11,SLD,KD11S,DC11,美国的D2,瑞典的XW-42;国产钢材如Cr12Mo1V1,Cr12MoV等高铬模具钢。须说明的是,目前国产模具钢材质量参差不齐,要是用国产的钢材,建议用品质优良的钢材,否则容易出现变形超差的问题。

所谓钢材品质主要表现为两个方面,一方面是材料成分,另一方面是材料的偏析程度。

1) 材料成分直接影响模具的热处理温度和淬透性能,在我们的长期实践中发现国内冷作模具材料的成分极其混乱,要满足TD覆层处理微变形的要求,高铬类冷作模具钢材必须达到以下标准:(重量百分比%) 碳C 1.4-1.8;铬Cr 10.5 -12.5;钼Mo 0.4-1.5;钒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响材料各方向的变形量及开裂倾向,评价其偏析程度由碳化物级别确定。碳化物级别高,碳化物偏析越严重,热处理过程中各个方向上的变形量会有大的区别,并容易出现开裂倾向,影响碳化物级别的主要影响因素是材料材料冶炼方式及锻造比,为减小各方向变形量不同,杜绝开裂倾向,必须采用电渣重熔及碳化物级别3级以下的材料。

2. 设计方面:

1) 截面急剧变化或内部有尖角的钢件,热处理过程中会产生很大的内部应力,使工件容易变形或开裂,所以要TD覆层处理的工件设计时要尽量避免截面急剧变化和有内尖角的结构;

2) 薄板状和细长工件热处理时很容易出现翘曲或弯曲变形,为减少模具镶块的变形,镶块的长厚比或长径比不得大于8;

3) 避免L型及U型结构,此类结构容易使开口部位出现较大张开或收拢变形;

4) 模具镶块无需设计过大,一般建议单件重量小于70KG。镶块设计过大,热处理过程中容易出现开裂倾向,即使热处理后不出现开裂,其内部也会残留较大内应力,在随后的TD覆层处理过程中增加开裂倾向;

5) TD覆层处理后模具与成型材料间摩擦系数会大大降低,对于复杂模具必需考虑TD覆层处理后摩擦系数的变化对模具成型的影响。

3.焊补问题:在模具或工件加工过程中,由于各种因数的影响,有可能需要焊补。焊补过的模具或工件如要进行TD覆层处理,对焊补材料和焊接方法有要求,原则是焊补过后可以进行正常的淬火回火等热处理而在焊补处不出现裂纹;否则,TD覆层处理后的工件难以保证不出现裂纹,有关焊接补焊技术见有关焊接技术要求。

4.热处理:工件的热处理状况对后续热处理变形量有重要影响,建议采用1020-1040℃真空淬火,500-520℃3次以上回火。

5.要TD覆层处理的工件如已做过其他表面处理,如各类渗氮,渗硼,镀硬铬,PVD沉积,需将原表面处理层彻底清除,否则会影响TD覆层的表面质量,而已做过TD覆层处理的工件,只需将损伤部位修复即可再进行TD覆层处理,效果如新。


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