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模具钢烧伤变质层组织缺陷及改善措施


日期:2020-01-10     阅读:1830     

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大量具有复杂形状和对精度要求较高的仪器模具等,通常先用电火花加工,热处理再用线切割的方法加工型腔。在电火花加工和线切割过程中产生的热量使电铸表面的极薄层迅速上升至熔化温度,并通过模具自身的自冷而熔化并淬火,从而形成了变质层。

电铸后,模具在机加工表面上具有变质层。电加工表面是通过对熔融液体进行淬火而形成的,称为熔融淬火层。子层是第二淬火层,其温度升高到临界点以上和熔点以下。腐蚀后两层均为白色,称为白色层。在白色层下方是热影响区,在该区域中,电气处理的温度升高低于临界点。淬火和低温回火的基体在高温下回火。这是线切割的白色层下面的黑色层; EDM的原始结构被球化。组织,高温回火后组织发生变化,没有黑层出现。

白色和黑色层称为变质层。线切割后的白层较薄,仅为0.010.02mm,特殊情况下较厚。即使在线切割后,白色层也会被剥落。电火花加工后的白色层较厚且通常有裂纹。 EDM通常应在热处理之前进行,并且可以在最终抛光过程中去除变质层。线切割在热处理后放置时非常有效。线切割后对白色层的分析表明,当使用钼线进行切割时,白色层富含钼;当钼线用于切割时,白色层富含钼。切割铜线时,白色层富含铜,铜的质量分数可达到1%至10%。白色层中残留奥氏体的体积分数平均为40%至75%(淬火和回火后Cr12MoV模具钢基体中残留奥氏体的体积分数约为10%),并且体积收缩。如果使用高能电脉冲切削,残留奥氏体的体积分数可高达80%,并且白层的厚度可达到0.10 mm。通常在厚的白色层中发现裂纹,并且拉应力保留在线切割表面上。脉冲能量越高,则拉伸应力越大,工件的裂纹越大,白层的剥离越大。白色层表面熔融层的硬度较低,约为HV0.5N450;白色层内的二次淬火层较硬,为HV0.5N800。热影响区的黑色层的硬度也较低,约为HV0.5N550。

为了改善和改善电动加工的质量并延长工具的寿命,可以从以下几个方面提高电动加工的质量。

(1)合理选择电加工工艺参数,尽可能使用低电流,低切割速度,小脉冲宽度和线速度以使白色层变薄。

(2)电动加工后添加辅助回火。

(3)表面喷丸处理,去除表面变质层,改变微观结构,促进表面塑性变形,转变残余奥氏体,增加表面显微硬度,改变表面应力分布,并将其从拉应力转变为压应力。

此外,可以使用诸如表面挤压,珩磨或抛光的工艺。

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