Cr12MoV復(fù)合凹凸模早期斷裂的控制

  生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),Cr12MoV復(fù)合凹凸模使用中,會(huì)出現(xiàn)早期縱向脆斷,模具壽命低,嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量和正常生產(chǎn)。凹凸模熱處理工藝為:1040℃×1h油冷+180℃×2h回火。模具熱處理后顯微組織為回火馬氏體+殘留奧氏體+碳化物。

  分析認(rèn)為:凹凸模斷裂早期失效的主要原因是模具中殘留奧氏體含量多,碳化物大小不均且有大塊碳化物及棱角碳化物,使模具強(qiáng)度和靭性明顯下降,疲勞強(qiáng)度低,在交變應(yīng)力作用下,凹凸模薄弱處(凹模內(nèi)壁)萌生疲勞裂紋,且迅速擴(kuò)展并發(fā)生早期脆斷。凹模薄壁處出現(xiàn)最大拉應(yīng)力使模具裂紋迅速擴(kuò)展至疲勞脆斷,是凹凸模早期失效的外部原因和結(jié)構(gòu)因素。

  為此,相關(guān)改進(jìn)措施是:

  1.選用直徑較小的棒料制作模具

  由于Cr12MoV鋼模具碳化物偏析嚴(yán)重,較小棒料軋制畸變量大,碳化物較細(xì)小,同時(shí)有利于后續(xù)改鍛畸變,使碳化物進(jìn)一步細(xì)化。模具經(jīng)多次鐓拔改鍛后,可使鍛造流線(xiàn)與工件切向拉應(yīng)力平行,從而提高凹模內(nèi)壁的疲勞強(qiáng)度。

  2.熱處理工藝

  降低模具淬火溫度,取淬火溫度為980℃,一方面可細(xì)化晶粒,另一方面可降低殘留奧氏體含量,提高凹模疲勞強(qiáng)度?;鼗饻囟葟?80℃改為400℃,可提高模具的強(qiáng)籾性,同時(shí)使工件中大部分殘留奧氏體發(fā)生轉(zhuǎn)變,使殘留奧氏體量降低,最后得到具有更高疲勞強(qiáng)度的回火索氏體組織。這樣,模具的疲勞強(qiáng)度遠(yuǎn)高于凹模內(nèi)壁處的最大切向拉應(yīng)力,防止裂紋萌生。

  3.表面強(qiáng)化工藝

  Cr12MoV鋼經(jīng)980℃淬火+400℃回火后,模具疲勞強(qiáng)度和韌性提高,但表面硬度和耐磨性能下降,為此可采用電火花表面強(qiáng)化工藝。電火花強(qiáng)化可使凸模刃口部位的硬度顯著提高,達(dá)1100HV以上,使模具的耐磨性和使用壽命大大提高。

  采用上述改進(jìn)工藝后,Cr12MoV鋼凹凸模強(qiáng)度、硬度、耐磨性能和疲勞強(qiáng)度大大提高。工藝模具工作壽命的10倍以上。同時(shí),新工藝降低了生產(chǎn)成本,提高了沖壓生產(chǎn)率,技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。