模具表面损伤层的影响

发布时间：2011-04-13 10:21:02 浏览量：810 【字体：大中小】

1.磨削烧伤的影响

磨削一般作为工件的精加工，亦即最后的加工。由于磨削时的进刀量及冷却等处理不到位，则有可能在工件表面瞬时温升，会引起模具烧伤。表面磨削烧伤后对模具寿命有如下的不利影响：降低耐磨性、降低疲劳抗力、降低抗咬合能力、加剧脆断及崩刃倾向。所以磨削烧伤往往是模具制造过程中最常见、影响最大的冷加工缺陷。在磨削过程中，由于模具钢的组织缺陷及磨削工艺条件不当，所形成的表面烧伤有如下几种形式。

由于磨削时进刀量太大且冷却不到位，使工件表面产生较大的切削应力，表面出现与磨削加工方向相垂直为主的网状裂纹。轻微的磨裂用肉眼难以观察，严重时才可用肉眼观察到。

被磨削的表面温度超过相变点时，由于是在非常薄的层面上快速冷却，被磨削表面生成白亮层，该层具有较高的硬度为65～67HRC，厚度通常小于50μm。低合金钢的白亮层在200℃以上回火时分解；高速钢的白亮层在550℃以上回火后分解。

被磨削表面温度没有达到相变点，使表面层出现回火或怒火现象，使局部硬度降低，导致耐磨性和疲劳性能下降。表面软化层的硬度低于50HRC，高速钢的软化层的硬度低于60HRC。被磨削表面表面层的温度达到300℃时加工表面将呈现条状纹状色彩（黄、紫、蓝等），类似250～300℃阶段的回火色。

表面脱碳层也明显加剧合金工具钢和高速钢的磨裂和淬裂倾向，模具钢材或锻坯表面通常存在厚度为0.5～3.0mm的脱碳层。如在切削加工时未将脱碳层除尽，将在淬火后出现软点或软区，甚至或造成表面硬度普遍偏低。此外，还会降低模具的耐磨性、抗咬合性能力、抗热疲劳能力和疲劳强度。对此较敏感的常用钢种为Cr2、CrWMn、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。T10A钢制的冷镦螺钉光冲，其型腔深而陡，使用中常发生早期塌陷失效，寿命小于4000次。经分析是由于型腔磨削时进刀深度过大，烧伤软化。后改进磨削工艺，光冲寿命显著提高，稳定在3万以次上。

9Cr2钢制小型冷轧辊，硬度为62～64HRC，在使用中常表现为表面早期剥落失效，主要体现在模具表面有约0.02～0.03mm的磨削烧伤层，改变磨削工艺，增加一次预磨削后，解决了表面磨削烧伤层的问题，寿命显著提高。

2.电火花烧伤层的影响

模具加工过程中广泛应用电火花穿孔、线切割、电火花成形等方法。电加工过程中，由于放电主生大量的热，使加工表面温升到熔融状态，剧冷后在加工面上得到白色熔淬层，具有较高的硬度，其厚度与电火花加工规范有关。该熔淬层不仅会使模具硬度出现异常，而且会产生微裂纹。若表面白色层未经去除或未采取低温回火方法防止微裂纹的扩展，则模具在服役过程中微裂纹就可以成为疲劳源，使模具使用寿命降低。对于承受冲击载荷的模具及重载荷模具，经电火花加工后应补充回火，以减轻电火花加工层的脆性。

进一步详情请致电,以获得更多有关模具选材、模具热处理工艺及相关的应用信息。

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