چگونه از تغییر شکل و ترک خوردگی عملیات حرارتی قالب از طریق طراحی منطقی و انتخاب صحیح مواد جلوگیری کنیم؟

Part.1 طراحی منطقی

قالب عمدتاً مطابق با الزامات استفاده طراحی می شود و ساختار آن گاهی اوقات نمی تواند کاملاً منطقی و متقارن باشد. این امر مستلزم آن است که طراح در هنگام طراحی قالب بدون تأثیر بر عملکرد قالب، اقدامات مؤثری انجام دهد و سعی کند به فرآیند ساخت، منطقی بودن سازه و تقارن شکل هندسی توجه کند.

(1) سعی کنید از گوشه ها و مقاطع تیز با اختلاف ضخامت زیاد اجتناب کنید

در محل اتصال بخش های ضخیم و نازک قالب باید یک انتقال صاف وجود داشته باشد. این می تواند به طور موثر اختلاف دمای سطح مقطع قالب را کاهش دهد، تنش حرارتی را کاهش دهد و در عین حال عدم همزمانی تبدیل بافت روی سطح مقطع را کاهش دهد و تنش بافت را کاهش دهد. شکل 1 نشان می دهد که قالب فیله گذار و مخروط انتقال را می پذیرد.

(2) سوراخ های فرآیند را به طور مناسب افزایش دهید

برای برخی از قالب‌ها که نمی‌توانند سطح مقطع یکنواخت و متقارن را تضمین کنند، لازم است سوراخ غیر عبوری را به یک سوراخ عبوری تغییر دهیم یا برخی از سوراخ‌های فرآیند را به‌طور مناسب بدون تأثیر بر عملکرد افزایش دهیم.

شکل 2a یک قالب با یک حفره باریک را نشان می دهد که همانطور که توسط خط نقطه چین نشان داده شده است پس از خاموش شدن تغییر شکل می دهد. اگر بتوان دو سوراخ فرآیند را در طرح اضافه کرد (همانطور که در شکل 2b نشان داده شده است)، اختلاف دمای سطح مقطع در طول فرآیند کوئنچ کاهش می یابد، تنش حرارتی کاهش می یابد و تغییر شکل به طور قابل توجهی بهبود می یابد.

(3) تا حد امکان از ساختارهای بسته و متقارن استفاده کنید

هنگامی که شکل قالب باز یا نامتقارن باشد، توزیع تنش پس از کوئنچ ناهموار است و به راحتی تغییر شکل می دهد. بنابراین، برای قالب‌های فرورفتگی قابل تغییر شکل عمومی، باید قبل از کوئنچ، آرماتورها را انجام داد و پس از کوئنچ آن را قطع کرد. قطعه کار فرورفتگی نشان داده شده در شکل 3 در ابتدا پس از خاموش شدن در R تغییر شکل داده شد و تقویت شده (قسمت دریچه شده در شکل 3)، می تواند به طور موثر از تغییر شکل خاموش شدن جلوگیری کند.

(4) ساختار ترکیبی را اتخاذ کنید، یعنی یک قالب انحرافی بسازید، قالب های بالایی و پایینی قالب انحرافی را جدا کنید و قالب و پانچ را جدا کنید.

برای قالب‌های بزرگ با شکل و اندازه پیچیده > 400 میلی‌متر و پانچ‌های با ضخامت کوچک و طول بلند، بهتر است ساختار ترکیبی اتخاذ شود، کمپلکس را ساده‌سازی کند، ابعاد بزرگ را به کوچک کاهش دهد و سطح داخلی قالب را به سطح خارجی تغییر دهد. ، که نه تنها برای پردازش گرمایش و سرمایش مناسب است.

هنگام طراحی یک سازه ترکیبی، به طور کلی باید طبق اصول زیر تجزیه شود بدون اینکه بر دقت مناسب تأثیر بگذارد:

• ضخامت را طوری تنظیم کنید که سطح مقطع قالب با مقاطع بسیار متفاوت پس از تجزیه اساسا یکنواخت شود.
• در مکان هایی که استرس ایجاد می شود تجزیه شوند، تنش آن را پراکنده کنید و از ترک خوردن جلوگیری کنید.
• با سوراخ فرآیند همکاری کنید تا ساختار متقارن شود.
• برای پردازش سرد و گرم مناسب است و به راحتی جمع می شود.
• مهمترین چیز اطمینان از قابلیت استفاده است.

همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است، یک قالب بزرگ است. اگر ساختار یکپارچه اتخاذ شود، نه تنها عملیات حرارتی دشوار خواهد بود، بلکه حفره پس از خاموش شدن به طور ناسازگاری منقبض می شود و حتی باعث ناهمواری و اعوجاج سطحی لبه برش می شود که اصلاح آن در پردازش بعدی دشوار خواهد بود. بنابراین، یک ساختار ترکیبی می تواند اتخاذ شود. با توجه به نقطه چین شکل 4 به چهار قسمت تقسیم می شود و پس از عملیات حرارتی مونتاژ و شکل می گیرد و سپس آسیاب و مطابقت داده می شود. این نه تنها عملیات حرارتی را ساده می کند، بلکه مشکل تغییر شکل را نیز حل می کند.

قسمت 2 انتخاب صحیح مواد

تغییر شکل و ترک خوردگی عملیات حرارتی ارتباط نزدیکی با فولاد مورد استفاده و کیفیت آن دارد، بنابراین باید بر اساس الزامات عملکردی قالب باشد. انتخاب معقول فولاد باید دقت، ساختار و اندازه قالب و همچنین ماهیت، کمیت و روش های پردازش اشیاء فرآوری شده را در نظر بگیرد. اگر قالب عمومی نیازی به تغییر شکل و دقت نداشته باشد، می توان از فولاد ابزار کربنی از نظر کاهش هزینه استفاده کرد. برای قطعاتی که به راحتی تغییر شکل می‌دهند و ترک می‌خورند، می‌توان از فولاد ابزار آلیاژی با استحکام بالاتر و سرعت خاموش کردن و خنک‌کننده بحرانی کندتر استفاده کرد. به عنوان مثال، یک قالب الکترونیکی در ابتدا از فولاد T10A استفاده می کرد، تغییر شکل بزرگی داشت و پس از خنک شدن با آب و خنک شدن روغن به راحتی شکسته می شد و حفره خاموش کننده حمام قلیایی سخت شدن آسان نیست. اکنون از فولاد 9Mn2V یا فولاد CrWMn استفاده کنید، سختی و تغییر شکل رفع می تواند الزامات را برآورده کند.

مشاهده می شود که وقتی تغییر شکل قالب ساخته شده از فولاد کربنی الزامات را برآورده نمی کند، همچنان استفاده از فولاد آلیاژی مانند فولاد 9Mn2V یا فولاد CrWMn مقرون به صرفه است. اگرچه هزینه مواد کمی بیشتر است، اما مشکل تغییر شکل و ترک حل شده است.

ضمن انتخاب صحیح مواد، لازم است بازرسی و مدیریت مواد اولیه نیز تقویت شود تا از ترک خوردگی عملیات حرارتی قالب به دلیل نقص مواد اولیه جلوگیری شود.

ویرایش شده توسط می جیانگ از MAT آلومینیوم