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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

2014年05月29日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:形成合格的表面覆层;: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;

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