วิธีการปรับปรุงสำหรับการเสียรูปและการแตกร้าวจากการอบชุบแข็งของแม่พิมพ์ปั๊มขึ้นรูป

มีหลายสาเหตุที่ส่งผลต่อการเสียรูปและการแตกร้าวจากการอบชุบแข็งของแม่พิมพ์ปั๊มขึ้นรูป ซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับปัจจัยหลายประการ เช่น

โครงสร้างดั้งเดิม องค์ประกอบทางเคมีของเหล็ก กระบวนการอบชุบแข็ง รูปร่างและขนาดโครงสร้างของชิ้นส่วน.โดยทั่วไปแล้ว การแตกร้าวสามารถป้องกันได้บ่อยครั้ง แต่การเสียรูปจากการอบชุบแข็งนั้นยากที่จะหลีกเลี่ยงเสมอไป

ในทางปฏิบัติวิศวกรรม เนื่องจากความแตกต่างในขนาดหน้าตัด โครงสร้างและรูปร่างของชิ้นส่วนแม่พิมพ์ปั๊มขึ้นรูป และอัตราการให้ความร้อนและการระบายความร้อนที่แตกต่างกันในระหว่างการอบชุบแข็ง (การให้ความร้อน-การเก็บรักษาความร้อน-การระบายความร้อน)

ผลกระทบรวมของความเค้นจากความร้อน ความเค้นจากโครงสร้าง และการเปลี่ยนแปลงปริมาตรของเฟสจะทำให้ปริมาตรของชิ้นส่วนขยายตัวหรือหดตัว ส่งผลให้เกิดการเบี่ยงเบนและการเสียรูปบางอย่างในขนาดและรูปร่างของแม่พิมพ์ และอาจถึงขั้นแตกร้าว

1. การอบชุบแข็งเตรียมการ

สำหรับชิ้นส่วนขึ้นรูปแม่พิมพ์ปั๊มขึ้นรูปที่ทำจากเหล็กยูเทคตอยด์ ขอแนะนำให้ทำการอบชุบปกติก่อน แล้วจึงทำการอบอ่อนแบบทรงกลม

วัตถุประสงค์คือเพื่อกำจัดซีเมนต์ไทต์ทุติยภูมิแบบร่างแหในชิ้นงานขึ้นรูป ปรับปรุงเกรน กำจัดความเครียดภายใน และเตรียมโครงสร้างสำหรับการอบชุบแข็งในภายหลัง (หรือขั้นสุดท้าย)

สำหรับชิ้นส่วนแม่พิมพ์ปั๊มขึ้นรูป ควรทำการอบชุบแข็งที่อุณหภูมิต่ำ (เช่น การอบชุบเพื่อรักษาเสถียรภาพ) ก่อนการชุบแข็ง

สำหรับชิ้นส่วนแม่พิมพ์บางชนิดที่มีรูปร่างซับซ้อนและข้อกำหนดด้านความแม่นยำสูง ควรใช้วิธีการชุบแข็งและอบคืนตัวหลังจากการตัดเฉือนหยาบและก่อนการตัดเฉือนละเอียด

วัตถุประสงค์คือเพื่อลดการเสียรูปจากการชุบแข็งของชิ้นส่วน หลีกเลี่ยงแนวโน้มการแตกร้าวให้มากที่สุด และเตรียมโครงสร้างสำหรับกระบวนการอบชุบแข็งขั้นสุดท้าย

2. ปรับปรุงกระบวนการชุบแข็งและอบคืนตัว

2.1.

การควบคุมการอบคืนตัวหลังจากนำชิ้นส่วนแม่พิมพ์ออกจากสารหล่อเย็น (สารหล่อเย็น) แล้ว ไม่ควรทิ้งไว้ในอากาศเป็นเวลานาน ควรนำไปใส่ในเตาอบคืนตัวทันทีเพื่อทำการอบชุบแข็ง

ในระหว่างการอบคืนตัว ควรหลีกเลี่ยงความเปราะบางจากการอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำและความเปราะบางจากการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูง

สำหรับชิ้นส่วนแม่พิมพ์บางชนิดที่มีข้อกำหนดด้านความแม่นยำสูง ขอแนะนำให้ทำการอบคืนตัวหลายครั้งหลังจากการชุบแข็ง วัตถุประสงค์คือเพื่อกำจัดความเครียดภายใน ลดการเสียรูปของชิ้นส่วน และหลีกเลี่ยงแนวโน้มการแตกร้าว

2.2. การป้องกันชิ้นส่วนที่ผ่านการชุบแข็ง

การชุบแข็งและการอบคืนตัวเป็นขั้นตอนสำคัญที่มีผลต่อการเสียรูปหรือการแตกร้าวจากการอบชุบแข็งของชิ้นส่วนแม่พิมพ์ปั๊มขึ้นรูป

สำหรับชิ้นส่วนแม่พิมพ์ที่มีความสำคัญต่อการชุบแข็ง (เช่น หมัด แม่พิมพ์ ฯลฯ) จะต้องใช้มาตรการป้องกันที่มีประสิทธิภาพสำหรับชิ้นส่วนที่มีแนวโน้มที่จะเสียรูปหรือแตกร้าว เพื่อให้รูปร่างและหน้าตัดของชิ้นส่วนที่ผ่านการอบชุบแข็งมีความสมมาตรและสมดุลความเครียดภายใน วิธีการป้องกันที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ วิธีการเติม วิธีการรวมกลุ่ม และวิธีการเสียบ

2.3.

การกำหนดอุณหภูมิความร้อนหากอุณหภูมิความร้อนในการชุบแข็งสูงเกินไป เกรนออสเทนไนต์จะหยาบขึ้น และจะเกิดการออกซิเดชันและการลดคาร์บอน ซึ่งจะเพิ่มแนวโน้มที่ชิ้นส่วนจะเสียรูปและแตกร้าว

ภายในช่วงอุณหภูมิความร้อนที่ระบุ หากอุณหภูมิความร้อนในการชุบแข็งต่ำเกินไป รูภายในของชิ้นส่วนจะหดตัวและขนาดรูรับแสงจะเล็กลง

ดังนั้น ขอแนะนำให้ใช้อุณหภูมิความร้อนสูงสุดที่ระบุ สำหรับชิ้นส่วนเหล็กอัลลอยด์ หากอุณหภูมิความร้อนสูงเกินไป จะทำให้รูภายในของชิ้นส่วนขยายตัวและขนาดรูรับแสงจะใหญ่ขึ้น ดังนั้น ขอแนะนำให้ใช้อุณหภูมิต่ำสุดที่ระบุ

2.4.

การปรับปรุงวิธีการให้ความร้อนสำหรับแม่พิมพ์นูนและเว้าปั๊มขึ้นรูปขนาดเล็กบางชนิด หรือชิ้นส่วนทรงกระบอกเรียวยาว (เช่น หมัดขนาดเล็ก ฯลฯ) สามารถอุ่นล่วงหน้าถึงอุณหภูมิหนึ่ง เช่น 520-580℃ จากนั้นนำไปใส่ในเตาหลอมเกลืออุณหภูมิปานกลางและให้ความร้อนถึงอุณหภูมิการชุบแข็ง

เมื่อเทียบกับการให้ความร้อนโดยตรงและการชุบแข็งในเตาไฟฟ้าหรือเตาเผาแบบสะท้อน การเสียรูปของชิ้นส่วนจะลดลงอย่างมาก และสามารถควบคุมแนวโน้มการแตกร้าวได้

โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนแม่พิมพ์เหล็กอัลลอยด์สูง ขอแนะนำวิธีการให้ความร้อนที่ถูกต้อง: อุ่นล่วงหน้าก่อน (อุณหภูมิถึง 530-560℃) จากนั้นให้ความร้อนถึงอุณหภูมิการชุบแข็ง ในระหว่างกระบวนการให้ความร้อน ควรลดระยะเวลาของส่วนอุณหภูมิสูงให้มากที่สุด วัตถุประสงค์คือเพื่อลดการเสียรูปจากการชุบแข็งของชิ้นส่วนและหลีกเลี่ยงการเกิดรอยร้าวขนาดเล็ก

2.5.

การเลือกสารหล่อเย็นสำหรับชิ้นส่วนเหล็กอัลลอยด์ วิธีที่ดีที่สุดในการลดการเสียรูปจากการชุบแข็งคือการใช้วิธีการชุบแข็งแบบไอโซเทอร์มอลหรือวิธีการชุบแข็งแบบแบ่งเกรดของโพแทสเซียมไนเตรตและโซเดียมไนไตรต์อ่างร้อน

วิธีนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการประมวลผลแม่พิมพ์ปั๊มขึ้นรูปที่มีรูปร่างซับซ้อนและข้อกำหนดด้านความแม่นยำของมิติสูง สำหรับชิ้นส่วนแม่พิมพ์ที่มีรูพรุนบางชนิด (เช่น แม่พิมพ์เว้าที่มีรูพรุน ฯลฯ) เวลาในการชุบแข็งแบบไอโซเทอร์มอลไม่ควรนานเกินไป มิฉะนั้นจะทำให้รูรับแสงหรือระยะห่างของรูของชิ้นส่วนใหญ่ขึ้น หากใช้วิธีการระบายความร้อนและหดตัวในน้ำมันหรือการระบายความร้อนและขยายตัวในไนเตรต การใช้การชุบแข็งแบบสองตัวกลางอย่างสมเหตุสมผลสามารถลดการเสียรูปของชิ้นส่วนได้อย่างมาก

2.6.

การปรับปรุงวิธีการระบายความร้อนเมื่อนำชิ้นส่วนออกจากเตาให้ความร้อนและใส่ลงในสารหล่อเย็น (สารหล่อเย็น) ควรวางไว้ในอากาศ อุ่นล่วงหน้าเป็นระยะเวลาหนึ่ง แล้วจึงนำไปใส่ในสารหล่อเย็นเพื่อทำการชุบแข็ง

นี่เป็นหนึ่งในวิธีทั่วไปและมีประสิทธิภาพในการลดการเสียรูปจากการชุบแข็งของชิ้นส่วนและป้องกันแนวโน้มที่ชิ้นส่วนจะแตกร้าว หลังจากนำชิ้นส่วนแม่พิมพ์ใส่ลงในสารหล่อเย็น (สารหล่อเย็น) แล้ว ควรหมุนให้เหมาะสม และควรเปลี่ยนทิศทางการหมุน ซึ่งเอื้อต่อการรักษาระดับการระบายความร้อนที่สม่ำเสมอที่ชิ้นส่วน ซึ่งสามารถลดการเสียรูปของชิ้นส่วนได้อย่างมากและป้องกันแนวโน้มการแตกร้าว

2.7.

การอบชุบแข็งก่อนการตัดด้วยลวดสำหรับชิ้นส่วนแม่พิมพ์ปั๊มขึ้นรูปบางชนิดที่จำเป็นต้องดำเนินการโดยการตัดด้วยลวด ควรใช้กระบวนการอบชุบแข็งแบบแบ่งเกรดและการอบคืนตัวหลายครั้ง (หรือการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูง) ก่อนการตัดด้วยลวด วัตถุประสงค์คือเพื่อปรับปรุงความสามารถในการชุบแข็งของชิ้นส่วนและทำให้การกระจายความเครียดภายในสม่ำเสมอมากขึ้นและอยู่ในสภาวะที่มีความเครียดภายในน้อยลง โดยทั่วไปแล้ว ยิ่งความเครียดภายในน้อยลง แนวโน้มการเสียรูปและการแตกร้าวของชิ้นส่วนหลังจากการตัดด้วยลวดก็จะยิ่งน้อยลง