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由于模具材料不甚规范,热处理工艺不太严谨,操作人员素质不高等一系列不利因素,有必要加强对模具热处理进行质量检验。
. L9 p6 ^" q h2 j; q' H7 r 模具热处理检验应按国家标准、行业标准或企业内控标准规定的程序,对工艺文件或技术标准中规定的检验项目进行严格的检查,并监督现场工艺纪律是否按工艺贯彻,防止和减少废品及返工品的产生。质量检验是模具热处理中非常重要的环节,是信息化、数字化管理的资料库。9 k3 V% v3 J: \4 B* J2 d2 s
1、 热作模具热处理质量检验
& I+ N( O, j9 e+ l/ ~' I 热作模具热处理检验主要有4方面:外观、变形、硬度及金相。
7 k a- M; T$ O' w2 Y' { k7 } 外观检查 模具表面任何部位不得有肉眼可见的裂纹,关键部位应用5~10倍的放大镜细看。表面尤其是工作面不应有明显的磕碰伤痕。. B9 m6 X, v) a. Y/ K G+ [% e4 g
变形检查 模具变形泛指模具平面度变化情况,用刀口尺检查平面度,并用塞尺测量。锤锻模面及压力机模面允许变形量分别见表1和表2所示,压铸模平面允许变形量≤0.15mm。
" B" @' e2 o* }! v- Y9 O 表1 锤锻模模面允许变形量(mm)
, C3 P- Y5 j+ P 模具类型小型中型大型特大型
. U$ b% ^6 \; s: \$ P' y 变形量≤0.25≤0.30≤0.50≤0.505 _) K0 F8 [# W( t/ i ]
表2 压力机模模面允许变形量(mm)
& y- l7 O( ~. i' c/ l 模块长度≤500>500~600≥600& w% H" ?3 m/ C: y# [
变形量0.5~0.60.6~0.81.0~1.20
/ o: z+ s2 P: v9 J/ w3 ^% ]$ O8 m7 u 如没有注明要求,变形量应小于留余量的1/3~1/2。
6 {3 Z3 C, \# ~" m1 M. a! j3 ~. a 硬度检查 首先将待检部位磨平或抛光,一般用洛氏硬度计C标检定,根据情况,亦可用维氏、肖氏、里氏硬度计检查,还可用洛氏A标HRA,不少人反对用HRC标检,声称用HRC检测压痕深,有可能成为后来模具的裂纹源,但不是绝对的。如果检测的硬度值超高,应在不同部位多测几点,尽可能准确,根据示值,作出是否要提高回火温度的决定;如果所测的硬度值偏低,应在原测硬度附近重新打磨,继续检测,如果还低,应作火花鉴别或光谱分析,一定要找到致使硬度低的真正原因,为返工热处理提供理论依据。2 k9 E( [; D9 m: [2 t& D* w
金相检查 从上世纪九十年代以来,笔者在多篇论文中反复强调“硬度是表面现象,金相组织才是本质”这一观点。要达到一定的硬度值,只是徒手之劳,但要达到理想的金相组织,让热处理同胞伤透脑筋。实践证明,对于某一区间的硬度值,至少可实施3种不同的热处理工艺,表面上看硬度值差不得,但金相组织有一定差别,甚至有很大的差别。不要整天忙着打硬度,也要细看一下金相。浙江台州地区几家热处理专业厂,对客户送来的模具,热处理后件件检硬度,并且附上金相检测报告,客户很满意。热作模具的金相检查,可按JB/T8420-1996《热作模具显微组织评定》标准执行。常用几种模具钢显微组织特征及马氏体最大长度见表3。" c. i4 z% v0 z) m
表3 热作模具钢显微组织特征和马氏体针最大长度(mm)
1 }) H# \2 `' o& e4 z 钢号马氏体级别显微组织特征马氏体针 最大长度/ n! J. ?; ?. Y
5CrNiMo1马氏体+细珠光体+铁素体0.0069 ?0 r( R* D# }
2隐针马氏体+极少量残余奥氏体0.008
8 Z: K: u" Y6 O5 E7 S5 I2 { 3细针马氏体+少量残余奥氏体0.014, ^8 P. U6 [8 V$ |( M
4针状马氏体+残余奥氏体0.018# u; }1 H! j2 `% i! [, Z k$ x @
5较粗大针状马氏体+大量残余奥氏体0.024/ V, L9 B! @- J2 J( @
6粗大针状马氏体+大量残余奥氏体0.0401 L4 v! A2 A. ^- J# \8 ]
4Cr5MoSiVl(H13)1马氏体+上贝氏体0.003$ x# {) L7 d- N5 O3 m/ o% r
2隐针马氏体+极少量残余奥氏体0.004
0 g. {- L5 M7 [( e 3细针马氏体+少量残余奥氏体0.0108 }) B. Y/ P, w% e
4针状马氏体+残余奥氏体0.016
* `' K' F; Z# k3 y# V, \3 F 5较粗大针状马氏体+大量残余奥氏体0.030
7 q: y3 c% _9 y! n 6粗大针状马氏体+大量残余奥氏体0.036
! b- `2 W2 x3 F& i1 w' _6 C 3Cr2W8V(H21)1马氏体+细珠光体+少量碳化物0.0036 @+ E* P: ]% A$ s( d3 B& ?
2隐针马氏体+极少量残余奥氏体+少量碳化物0.004
! x R0 e/ W7 o 3细针马氏体+少量残余奥氏体+碳化物0.010
; D6 F, ?5 {' K, z 4针状马氏体+残余奥氏体+碳化物0.016( C# l7 _1 V/ S" _! r
5较粗大针状马氏体+大量残余奥氏体+碳化物0.030. z( B, E7 T0 a0 X' J" r
6粗大针状马氏体+大量残余奥氏体+碳化物0.036
! s! D5 P1 X% f6 ~, w7 ~ 注: 1、在500倍放大镜下观察,表中最大长度应×500;
' E+ R$ x1 a6 [ 2、通常热作模具马氏体合格级别为2~4级;5 {$ P+ D0 S* r+ D) g% q" j
3、所有的热作模具金相组织都可以参照表3评级;' d4 ?" e" |% ], c: r
4、试样浸蚀剂为4%硝酸酒精溶液。
$ R, r g. ? D 2、冷作模具热处理质量检验& w' f6 U- K7 \. v* w
冷作模具热处理质量检验也分4方面:外观、变形、硬度、金相检验。
+ M; g% C0 q4 e6 s 外观检查 模具表面不得有磕碰、划伤、烧损、麻点及严重的氧化脱碳、锈蚀等现象。肉眼观察不得有裂纹,表面必须光洁,孔眼特别是盲孔内不得堵泥和盐渍,扎绑铁丝等附着物必须清除干净。
: Q2 ^/ B4 g7 e9 b 变形检查 模具热处理后变形量不得超过留磨量的1/3~1/2,允许变形范围和中心孔孔距变形范围参考表4。3 C7 O5 b6 }1 }# N' Q
表4 冷作模具热处理后允许变形量(mm)
( w& @3 g( M% H- n' N 工作部位名义尺寸允许变形量
$ G/ a+ G1 y l 碳素工具钢低合金工具钢高合金工具钢- `; n: D' m! F& W; X* @6 I
50~120-0.10±0.06+0.02 -0.06
~/ q' p. b3 ?+ T! F+ B 121~200-0.15+0.05 -0.15+0.03 -0.06
" E4 A/ G) I5 H% K 201~300-0.20+0.06 -0.15+0.04 -0.08
$ G; T5 u; g" ^ 中心孔距变形率(%)±0.10±0.06±0.046 G2 Q& c/ h5 ~: t
硬度检查 模具热处理后应100%检查硬度,批量太大不能件件查,但也应加大抽检量,不能用仪器检者应用标准锉刀检,决不放过1件不合格者。
8 H& n9 a- }, c: T/ g 冲裁模和冷冲模在离刃口5mm内硬度必须达到技术要求,不得有软点。冷镦、冷挤、弯曲及拉深类的模具,主要受力面及R处硬度必须达到技术要求。碳素工具钢小凸模尾部固定部分硬度应控制在30~40HRC,其余部分按图纸验收。7 a6 U7 E$ ~* P! g
建议用维氏、肖氏、里氏或HRA轻负荷尺标检查硬度,尽量避免用HRC检查,因为有在压痕处产生裂纹的先例,小心点好。# |: V: N% ^! A3 I7 y
金相检查 冷作模具钢退火后的金相组织合格级别按表5检查。% G( v5 p* R o/ W( ?- f
表5 冷作模具钢退火后的金相组织
1 H1 M+ W" x) R; v& F 钢 种珠光体等级网状碳化物等级带状碳化物等级 U. }) Z8 C9 i' ~
碳素工具钢4~6≤3-
* S. I$ V7 D5 j9 `2 j' w 低合金工具钢2~4≤2≤4% {2 O# Z9 z F5 `+ w
高合金工具钢1~3≤2≤3
$ w) |; y/ a4 e! Z! E Cr12型钢碳化物按JB/T7713评级;W18Cr4V等高速钢中大块碳化物按GB/T4462标准评级;淬火回火金相按企业内控标准评级;模具钢淬火后马氏体级别按表6评定;高碳合金钢制冷模具显微组织可参照JB/T7713-2007标准评定。: U( F" ]0 A% T$ V8 e$ A2 `
表6 冷作模具热处理后金相检验* _9 \% G! k9 `9 s' y8 b' T
模具类别钢号金相组织
# V9 M+ d6 b) m* ?* t! N6 c+ `$ o/ }# M 马氏体级别网状碳化物级别& M2 W5 d, e1 I& O
落料冲孔模T7A~T12A≤3≤34 @6 u& V1 x& K; h
9Mn2V≤2≤3' B! @) A4 v, M: h3 o) T0 k. `% L
GCr15≤2≤2. f" x2 i' l6 H# y9 F
CrWMn≤2≤2
: Z) C i6 D: @& v4 \* K: b/ V 9CrWMn≤2≤2
: `2 M3 y# V4 J3 C 9SiCr≤2≤3: m. ]. G$ f/ Q! {5 E' ^. w+ b
冲头T7A~T12A≤2≤3
$ m4 g0 X5 V1 Y7 p$ G 高速钢淬火奥氏体晶粒度11~12号3 f. x+ F1 F7 M i7 C W
9Mn2V≤2≤2* J6 Z5 o3 R! g, [
硅钢片冲模Cr12、Cr12MoV≤2共晶碳化物≤3级5 l4 Y# m Q& S4 `0 v5 e h
9SiCr≤2≤3- x4 Y5 l* M/ a! B8 s, Z
弯曲模T7A~T12A≤3≤3
$ m6 R* Y/ a. [( V2 V 9Mn2V≤2≤2* V/ ^% ^, k& @, }% l/ z
Cr12、Cr12MoV≤3共晶碳化物≤3级
9 j% x$ l* [5 \ 拉深模T7A~T12A≤3≤3$ V3 F6 T4 k1 c! [/ i$ T
Cr12、Cr12MoV≤3共晶碳化物≤3级% N0 e! o7 t0 s% u0 o8 y f9 V7 L; g
滚丝模9SiCr≤2≤3
7 U! @( L5 o( p- U! t Cr12MoV≤2≤3% l: h9 C- @1 Y
W6Mo5Cr4V2淬火奥氏体晶粒度11~12号
6 K5 f2 f* y- b9 M) M, t 3、表面强化模具质量检验
0 \7 C& `, b( ?( {% w1 B* D 在盐浴炉、箱式炉中加热淬火提高模具寿命的潜力挖掘很深,欲再进一步提高,困难很大,于是,人们大做表面文章,企图利用表面强化达到延长模具使用寿命的目的。+ }; |1 o) _7 J1 M/ Y
(1)发黑、磷化模具质量检查 重点检查外观、颜色、耐蚀性。发黑参照原机械工业部颁布的行标检查;磷化参照原航空部标准检查。对于HRC>55的各类模具,在发黑磷化过程中,要防止氢脆产生。$ q9 \' E4 m: ~. h) ^+ n1 c0 _
(2)碳氮共渗、软氮化、氮化模具质量检查5 D( e) m: @$ B) e4 Q
(i)外观检查 表面应为均匀一致的颜色,无花斑、无锈迹、无碰伤。 |
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