Warum bilden sich beim Abschrecken Risse im Gesenkstahl, und wie können sie verhindert werden? Dieser Artikel befasst sich mit den verschiedenen Rissarten, die auftreten können, von Längsrissen bis hin zu Spannungsrisskorrosion, und bietet eine detaillierte Analyse der Ursachen für jede Art von Rissen. Erfahren Sie mehr über die wichtigsten Präventivmaßnahmen, wie z. B. Materialauswahl und Wärmebehandlungstechniken, um die Unversehrtheit und Langlebigkeit von Werkzeugstahlkomponenten in Ihren Fertigungsprozessen zu gewährleisten.
Längsrisse in Werkzeugen sind durch ihre axiale Ausrichtung, ihr dünnes Profil und ihre längliche Form gekennzeichnet. Diese Defekte treten typischerweise während des Abschreckens auf, insbesondere beim spitzenlosen Abschrecken, bei dem die gesamte Matrize einer schnellen Abkühlung unterzogen wird.
Beim spitzenlosen Abschrecken verwandelt sich der Kern der Matrize in Martensit, ein hartes, aber sprödes Gefüge mit dem größten spezifischen Volumen im Vergleich zu anderen Stahlphasen. Diese volumetrische Ausdehnung erzeugt erhebliche tangentiale Zugspannungen innerhalb der Matrize.
Das Ausmaß dieser Eigenspannungen ist direkt proportional zum Kohlenstoffgehalt des Matrizenstahls. Bei Stählen mit höherem Kohlenstoffgehalt findet eine stärkere martensitische Umwandlung statt, was zu ausgeprägteren volumetrischen Veränderungen und folglich zu höheren tangentialen Zugspannungen führt.
Wenn diese inneren Zugspannungen die Zugfestigkeit des Stahls überschreiten, bilden sich Längsrisse. Diese Risse breiten sich entlang der Achse der Matrize aus und folgen dem Weg der maximalen Spannungskonzentration.
Die folgenden Faktoren verschlimmern die Entstehung von Längsrissen:
(1) Der Stahl enthält eine Menge S, P, Bi, Pb, Sn, As und andere schädliche Verunreinigungen mit niedrigem Schmelzpunkt.
Wenn die Stahlbarren gewalzt wird, weist es eine schwerwiegende Längsseigerung entlang der Walzrichtung auf, was leicht zu Spannungskonzentrationen und zur Bildung von Längsabschreckrissen führen kann, oder die durch die schnelle Abkühlung nach dem Walzen des Rohmaterials gebildeten Längsrisse werden nicht verarbeitet und im Produkt beibehalten, was dazu führt, dass sich die endgültigen Abschreckrisse ausweiten und Längsrisse bilden;
(2) Längsrisse sind leicht zu bilden, wenn die Größe der Matrize ist im Bereich der Abschrecken Riss empfindlich Größe von Stahl (die gefährliche Größe der Abschrecken Riss von Kohlenstoff-Werkzeugstahl ist 8-15mm, und die gefährliche Größe der mittleren und niedrigen legierter Stahl ist 25-40mm) oder das gewählte Abschreckkühlmedium überschreitet die kritische Abschreckkühlgeschwindigkeit des Stahls erheblich.
Vorbeugende Maßnahmen:
(1) Die Lagerkontrolle von Rohstoffen wird streng durchgeführt, und Stahl mit schädlichen Verunreinigungen, die die Norm überschreiten, darf nicht in die Produktion gelangen;
(2) Vakuumschmelzen, Ofenraffination oder Elektroschlacke Umschmelzmatrizenstahl ist so weit wie möglich zu wählen;
(3) Die Wärmebehandlungsverfahren wird durch Erhitzen im Vakuum, Erhitzen unter Schutzatmosphäre, Erhitzen im vollständig desoxidierten Salzbadofen, abgestuftes Abschrecken und isothermes Abschrecken verbessert;
(4) Durch den Wechsel von mittelloser Abschreckung zu zentraler Abschreckung, d.h. unvollständiger Abschreckung, und die Erzielung einer niedrigeren Bainitstruktur mit hoher Festigkeit und Zähigkeit kann die Zugspannung stark reduziert und die Längsrisse und die Abschreckverformung der Matrize wirksam vermieden werden.
Querrisse sind durch ihre Ausrichtung senkrecht zur Längsachse des Werkzeugs gekennzeichnet. Diese Defekte stellen bei der Herstellung von Werkzeugen eine große Herausforderung dar und können die Leistung und Langlebigkeit des Werkzeugs stark beeinträchtigen.
In ungehärteten Werkzeugen entsteht an der Schnittstelle zwischen der gehärteten und der ungehärteten Zone eine erhebliche Zugspannungskonzentration. Dieser Spannungsgradient ist aufgrund der unterschiedlichen Materialeigenschaften und Wärmeausdehnungskoeffizienten der beiden Bereiche besonders ausgeprägt.
Großflächige Werkzeuge sind besonders anfällig für die Bildung von Querrissen bei schnellen Abkühlungsprozessen, wie dem Abschrecken. Der schnelle Temperaturwechsel führt zu thermischen Gradienten, die erhebliche innere Spannungen erzeugen. Wenn diese Spannungen die Zugfestigkeit des Materials übersteigen, kommt es zur Rissbildung und -ausbreitung.
Die bevorzugte Bildung von Querrissen wird auf die Spannungsverteilung innerhalb der Matrize zurückgeführt. In der Regel übersteigt die axiale Spannungskomponente die tangentiale Spannung, was zu einer Rissausbreitung senkrecht zur Hauptspannungsrichtung führt.
Metallurgische Faktoren spielen ebenfalls eine entscheidende Rolle bei der Bildung von Querrissen. Die Entmischung von Verunreinigungen mit niedrigem Schmelzpunkt wie Schwefel (S), Phosphor (P), Bismut (Bi), Blei (Pb), Zinn (Sn) und Arsen (As) entlang der Korngrenzen kann den Zusammenhalt des Materials erheblich schwächen. Diese segregierten Bereiche richten sich im Schmiedemodul aufgrund des Materialflusses während der Umformung oft quer aus. Darüber hinaus können bereits vorhandene quer verlaufende Mikrorisse oder Materialdiskontinuitäten als Spannungskonzentratoren wirken und die Rissbildung während der Wärmebehandlung verstärken.
Vorbeugende Maßnahmen:
(1) Das Modul muss vernünftig geschmiedet werden. Das Verhältnis von Länge zu Durchmesser des Rohmaterials, d.h. das Schmiedeverhältnis, sollte vorzugsweise 2-3 betragen.
Zum Schmieden wird das Doppelkreuzschmieden mit variabler Richtung verwendet.
Nach fünf Stauch- und fünf Ziehvorgängen wird das Mehrbrandschmieden durchgeführt, um das Karbid und die Verunreinigungen im Stahl fein und gleichmäßig in der Stahlmatrix zu verteilen.
Die Schmiedefaserstruktur wird ungerichtet um den Hohlraum herum verteilt, was die mechanischen Eigenschaften des Moduls in Querrichtung erheblich verbessert und die Spannungsquelle reduziert bzw. eliminiert;
(2) Wählen Sie die ideale Abkühlgeschwindigkeit und das Kühlmedium: schnelle Abkühlung oberhalb der Frau Punkt des Stahls größer ist als die kritische Abkühlungsgeschwindigkeit des Stahls beim Abschrecken.
Die Spannung, die durch die unterkühlte Austenit im Stahl ist eine thermische Spannung, die Oberflächenschicht ist eine Druckspannung und die innere Schicht ist eine Zugspannung, die sich gegenseitig ausgleichen und die Bildung von thermischen Spannungsrissen wirksam verhindern.
Eine langsame Abkühlung zwischen Ms und Mf des Stahls kann die organisatorische Spannung bei der Umformung im abgeschreckten Zustand stark reduzieren. Martensit.
Wenn die Summe der thermischen Spannung und der entsprechenden Spannung im Stahl positiv ist (Zugspannung), kann es leicht zu Rissen kommen, und wenn sie negativ ist, ist es nicht leicht, Risse zu löschen.
Weiterführende Lektüre: Abschreckriß vs. Schmiederiß vs. Schleifriß
Nutzen Sie die thermische Spannung voll aus, reduzieren Sie die Phasenumwandlungsspannung und kontrollieren Sie, dass die Gesamtspannung negativ ist, was Querrisse beim Abschrecken wirksam verhindern kann.
Das organische Abschreckmittel CL-1 ist ein ideales Abschreckmittel, das die Verformung der Abschreckmatrize reduzieren und vermeiden kann und die angemessene Verteilung der Härteebene kontrolliert.
Durch die Einstellung des Anteils des CL-1-Abschreckmittels in verschiedenen Konzentrationen können unterschiedliche Abkühlungsgeschwindigkeiten und die erforderliche Verteilung der gehärteten Schicht erreicht werden, um den Anforderungen der verschiedenen Matrizenstähle gerecht zu werden.
Weiterführende Lektüre: Welche Materialien werden normalerweise für Stanzwerkzeuge verwendet?
Lichtbogenrisse treten häufig an abrupten Geometrieänderungen in Werkzeugkomponenten auf, wie z. B. an Ecken, Kerben, Hohlräumen und Gratlinien. Dieses Phänomen ist in erster Linie auf die Spannungskonzentration während des Abschreckens zurückzuführen, wobei die Spannung an Ecken bis zu zehnmal höher sein kann als an glatten Oberflächen.
Mehrere Faktoren tragen zur Bildung von Lichtbogenrissen bei:
(1) Kohlenstoffgehalt und Legierungselemente:
Ein höherer Kohlenstoffgehalt (C) und mehr Legierungselemente senken die Martensitstarttemperatur (Ms) des Stahls. Eine Senkung der Ms-Temperatur um 2 °C führt zu einer 1,2-fachen Erhöhung der Abschreckrissanfälligkeit. Noch dramatischer ist, dass eine Verringerung der Ms-Temperatur um 8 °C zu einer 8-fachen Erhöhung der Rissneigung führt.
(2) Mikrostrukturelle Umwandlungen:
Verschiedene Mikrostrukturen oder sogar dieselbe Mikrostruktur in verschiedenen Bereichen des Stahls wandeln sich beim Abschrecken unterschiedlich schnell um. Die mit diesen Umwandlungen verbundenen unterschiedlichen spezifischen Volumenänderungen erzeugen erhebliche innere Spannungen. Diese Spannungen können zur Bildung von bogenförmigen Rissen an den Grenzflächen zwischen verschiedenen Gefügebereichen führen.
(3) Unzureichende Temperierung:
Unzureichendes oder verzögertes Anlassen nach dem Abschrecken kann zu Restaustenit im Stahlgefüge führen. Dieser Restaustenit kann:
Wenn die kombinierten Spannungen die Festigkeitsgrenze des Stahls überschreiten, können sich bogenförmige Risse bilden.
(4) Anlass zur Versprödung:
Ein Phänomen, das als sekundäre Anlassversprödung bekannt ist, kann auftreten, wenn abgeschreckter Stahl bei hohen Temperaturen langsam angelassen wird. Dieser Prozess führt zur Ausscheidung von schädlichen Verunreinigungen wie Phosphor (P) und Schwefel (S) entlang der Korngrenzen. Diese Ausscheidungen verringern den Zusammenhalt der Korngrenzen, die Gesamtfestigkeit und die Zähigkeit erheblich und erhöhen die Sprödigkeit. Infolgedessen können sich bei äußerer Belastung während des Betriebs Lichtbogenrisse bilden.
Vorbeugende Maßnahmen:
(1) Verbessern Sie das Design, machen Sie die Form so symmetrisch wie möglich, reduzieren Sie die plötzliche Änderung der Form, erhöhen Sie das Prozessloch und die Verstärkungsrippe, oder nehmen Sie die kombinierte Montage;
(2) Runde Ecken ersetzen rechte Winkel und scharfe Ecken und scharfe Kantenund Durchgangsbohrungen ersetzen Sacklöcher, um die Bearbeitungsgenauigkeit und die Oberflächengüte zu verbessern und Spannungskonzentrationen zu verringern.
An Stellen, an denen sich rechte Winkel, scharfe Ecken und Kanten, Sacklöcher usw. nicht vermeiden lassen und die allgemeinen Härteanforderungen nicht hoch sind, können Eisendraht, Asbestseile, feuerfester Schlamm usw. zum Binden oder Füllen verwendet werden, und es können künstliche Kühlbarrieren geschaffen werden, um das Abkühlen und Abschrecken zu verlangsamen, Spannungskonzentrationen zu vermeiden und die Bildung von Lichtbogenrissen während des Abschreckens zu verhindern;
(3) Abgeschreckter Stahl muss rechtzeitig angelassen werden, um einen Teil der Abschreckung zu beseitigen. Eigenspannung und verhindern, dass sich die Abschreckungsspannung ausbreitet;
(4) Temperieren für eine lange Zeit, um die Bruchzähigkeit des Werkzeugs zu verbessern;
(5) Vollständig getempert, um eine stabile Struktur und Eigenschaften zu erhalten;
(6) Wiederholtes Anlassen kann Restaustenit vollständig umwandeln und neue Spannungen beseitigen;
(7) Angemessene Temperierung kann die Ermüdungsfestigkeit und umfassende verbessern Mechanische Eigenschaften von Stahl Teile;
Der Formenstahl mit der zweiten Art von Anlasssprödigkeit muss nach dem Hochtemperaturanlassen schnell abgekühlt werden (Wasserkühlung oder Ölkühlung), um die zweite Art von Anlasssprödigkeit zu beseitigen und die Bildung von Lichtbogenrissen während des Abschreckens zu verhindern und zu vermeiden.
Schälrisse in Gesenken sind eine kritische Versagensart, die auftritt, wenn sich die gehärtete Oberflächenschicht unter Betriebsbelastung vom Stahlsubstrat löst. Dieses Phänomen wird in erster Linie durch das komplexe Zusammenspiel thermischer, mechanischer und metallurgischer Faktoren während der Wärmebehandlung und des anschließenden Betriebs verursacht.
Die Entstehung von Schälrissen liegt in den unterschiedlichen spezifischen Volumina zwischen der Oberflächen- und der Kernstruktur der Matrize begründet. Während des Abschreckens induziert diese Diskrepanz erhebliche axiale und tangentiale Spannungen in der Oberflächenschicht, die durch radiale Zugspannungen ergänzt werden. Der abrupte Übergang in der Spannungsverteilung schafft eine schmale Zone mit hoher Spannungskonzentration, die besonders anfällig für Rissbildung ist.
Diese Risse entstehen in der Regel während der Abkühlungsphase nach chemischen Oberflächenwärmebehandlungen. Die Diskrepanz in der chemischen Zusammensetzung und den Phasenumwandlungseigenschaften zwischen der modifizierten Oberflächenschicht und dem Stahlsubstrat führt zu einer unterschiedlichen Ausdehnung des Martensits in diesen Bereichen. Diese Diskrepanz erzeugt erhebliche Umwandlungsspannungen, die die Haftfestigkeit zwischen der chemisch behandelten Schicht und dem Substrat übersteigen können.
Verschiedene Techniken der Oberflächenhärtung sind für dieses Problem anfällig, darunter:
Die Temperung nach der Behandlung spielt eine entscheidende Rolle bei der Abschwächung oder Verschlimmerung von Schälrissen. Ein schnelles Anlassen der chemisch modifizierten Schicht, insbesondere bei Temperaturen unter 300 °C, kann sich nachteilig auswirken. Solche Verfahren führen zu Zugspannungen in der Oberflächenschicht und gleichzeitig zu Druckspannungen im Stahlkern und in der Übergangszone. Wenn die resultierende Zugspannung die Druckspannung übersteigt, kann es zu einer Delaminierung der chemisch behandelten Schicht kommen.
Vorbeugende Maßnahmen:
(1) Die Konzentration und Härte der chemischen Infiltrationsschicht des Matrizenstahls sollte langsam von der Oberfläche nach innen reduziert werden, und die Bindungskraft zwischen der Infiltrationsschicht und der Matrix sollte verbessert werden.
Durch die Diffusionsbehandlung nach der Infiltration können die chemische Infiltrationsschicht und der Matrixübergang einheitlich gestaltet werden;
(2) Vor der chemischen Behandlung von Werkzeugstahl, DiffusionsglühenUm das ursprüngliche Gefüge vollständig zu verfeinern, werden ein Sphäroglühen und eine Vergütungsbehandlung durchgeführt, wodurch Risse wirksam verhindert und die Produktqualität sichergestellt werden können.
Maschenrisse, auch bekannt als "heat checking" oder "fire cracking", sind ein Netzwerk aus feinen, flachen Rissen mit einer Tiefe von typischerweise 0,01 bis 1,5 mm. Diese Risse bilden oft ein strahlenförmiges Muster über die Oberfläche der Matrize, daher der Spitzname "Crack".
Zu den Hauptursachen für Risse in Maschen gehören:
(1) Entkohlung: Das Vorhandensein einer tiefen entkohlten Schicht im Rohmaterial, die nach dem Kaltschneiden zurückbleibt, oder die oxidative Entkohlung, die auftritt, wenn das fertige Werkzeug in einem Ofen mit oxidierender Atmosphäre erhitzt wird.
(2) Strukturelle Unterschiede: Das entkohlte Oberflächenmetall der Matrize hat eine andere Struktur, einen anderen Kohlenstoffgehalt und ein anderes spezifisches Volumen als der Martensit in der Stahlmatrix. Während des Abschreckens führt diese Diskrepanz zur Entwicklung erheblicher Zugspannungen in der entkohlten Oberflächenschicht. Infolgedessen reißt das Oberflächenmetall oft in einem Netzwerkmuster entlang der Korngrenzen.
(3) Grobkörniger Stahl: Die Verwendung von Rohmaterial mit einem grobkörnigen Gefüge, das massiven Ferrit enthält, der durch herkömmliche Abschreckverfahren nicht beseitigt werden kann. Dieses grobe Gefüge kann im abgeschreckten Material bestehen bleiben, was zu einer verminderten Korngrenzenfestigkeit und erhöhter Sprödigkeit führt.
(4) Probleme bei der Wärmebehandlung: Eine ungenaue Temperaturregelung, eine Fehlfunktion des Geräts oder Überhitzung können zu einer Vergröberung des Korns oder sogar zum Verbrennen führen. Dies führt zu einem Verlust des Zusammenhalts der Korngrenzen und schwächt das Materialgefüge weiter.
Während des Abschreckens und Abkühlens der Matrize scheiden sich Stahlkarbide entlang der Austenit-Korngrenzen aus. Diese Ausscheidung verringert die Korngrenzenfestigkeit erheblich, verringert die Zähigkeit und erhöht die Sprödigkeit. Unter der Einwirkung von Zugspannungen, die während des Wärmebehandlungsprozesses entstehen, werden die geschwächten Korngrenzen anfällig für Rissbildung, was zu dem charakteristischen Netzmuster von Gitterrissen führt.
Vorbeugende Maßnahmen:
(1) Die chemische Zusammensetzung, das metallographische Gefüge und die Fehlererkennung von Rohstoffen müssen streng kontrolliert werden, und unqualifizierte Rohstoffe und grobkörniger Stahl dürfen nicht als Matrizenmaterial verwendet werden;
(2) Feinkornstahl und Vakuum-Elektroofenstahl sind auszuwählen, und die Tiefe der Entkohlungsschicht des Rohmaterials ist vor der Produktion erneut zu prüfen.
Das Aufmaß für das Kaltschneiden muss größer sein als die Tiefe der Entkohlungsschicht;
(3) Formulieren Sie einen fortschrittlichen und angemessenen Wärmebehandlungsprozess, wählen Sie ein Mikrocomputer-Temperaturkontrollinstrument mit einer Kontrollgenauigkeit von ± 1,5 ℃ und kalibrieren Sie das Instrument regelmäßig vor Ort;
(4) Vakuum-Elektroofen, Schutzatmosphärenofen und vollständig desoxidierter Salzbadofen werden für die Endbehandlung von Schimmelpilzprodukten verwendet, um die Bildung von Netzrissen wirksam zu verhindern und zu vermeiden.
Die meisten Matrizenstähle sind mittel- und hochlegierte Stähle, die sich durch ihre hohe Härtbarkeit und Verschleißfestigkeit auszeichnen.
Nach dem Abschrecken bleibt ein Teil des unterkühlten Austenits unumgewandelt in Martensit zurück und verbleibt als Restaustenit im Mikrogefüge. Dieser Restaustenit kann die mechanischen Eigenschaften des Stahls, die Dimensionsstabilität und die Gesamtleistung während des Betriebs erheblich beeinträchtigen.
Wenn die Temperatur unter den Nullpunkt fällt, kann die Fortsetzung des Abkühlungsprozesses eine weitere martensitische Umwandlung des Restaustenits bewirken. Dieses Phänomen bildet die Grundlage der Tieftemperaturbehandlung, die im Wesentlichen eine Erweiterung des Abschreckprozesses ist.
Die Umwandlung von Restaustenit in Martensit bei Minustemperaturen führt zu einer volumetrischen Ausdehnung, die zusätzliche innere Spannungen erzeugt. Diese Spannungen überlagern sich mit den bei Raumtemperatur vorhandenen Abschreckspannungen.
Wenn die kumulative Spannung aus dem Abschrecken bei Raumtemperatur und dem Abkühlen unter Null die Bruchfestigkeit des Materials übersteigt, können sich durch die Kältebehandlung Risse bilden. Diese oft mikroskopisch kleinen Risse können sich unter Betriebsbedingungen ausbreiten und möglicherweise zu einem vorzeitigen Versagen des Werkzeugs führen.
Vorbeugende Maßnahmen:
(1) Vor dem Abschrecken und der Abkühlung muss das Werkzeug 30-60 Minuten lang in kochendem Wasser gekocht werden, um 15% - 25% der Abschreck-Eigenspannung zu beseitigen und den Restaustenit zu stabilisieren.
Anschließend wird die Matrize einer normalen Kühlbehandlung bei - 60 ℃ oder einer Tieftemperaturbehandlung bei - 120 ℃ unterzogen.
Je niedriger die Temperatur ist, desto mehr wird der Restaustenit in Martensit umgewandelt, aber es ist unmöglich, die Umwandlung abzuschließen.
Das Experiment zeigt, dass etwa 2% - 5% des Restaustenits erhalten bleiben, und dass eine kleine Menge Restaustenit erhalten bleiben kann, wenn dies zum Abbau der Spannung erforderlich ist.
Er spielt eine puffernde Rolle. Da der Restaustenit weich und zäh ist, kann er die schnelle Ausdehnungsenergie der Martensitisierung teilweise absorbieren und die Umwandlungsspannung verringern;
(2) Nach der Kältebehandlung, nehmen Sie die Form und legte es in heißes Wasser, um die Temperatur zu erhöhen, die 40% - 60% der Kältebehandlung Stress beseitigen kann.
Wenn die Temperatur auf Raumtemperatur ansteigt, sollte sie rechtzeitig temperiert werden.
Die Spannungen bei der Kältebehandlung sollten weiter beseitigt werden, um die Bildung von Rissen bei der Kältebehandlung zu vermeiden, eine stabile organisatorische Leistung zu erzielen und sicherzustellen, dass sich die Formprodukte während der Lagerung und Verwendung nicht verformen.
Schleifrisse entstehen häufig beim Kaltschleifen nach dem Vergüten von Gesenkprodukten. Diese Mikrorisse bilden sich in der Regel senkrecht zur Schleifrichtung und haben eine Tiefe von 0,05 bis 1,0 mm.
Mehrere Faktoren tragen zur Bildung von Schleifrissen bei:
(1) Unzureichende Vorbehandlung des Rohmaterials: Wenn massive, netzartige und gebänderte Karbide nicht entfernt werden, beeinträchtigt dies in Verbindung mit starker Entkohlung die Integrität des Materials.
(2) Überhöhte Endabschrecktemperatur: Überhitzung führt zu Kornvergröberung und vermehrter Restaustenitbildung, was die Gesamtfestigkeit und Zähigkeit des Werkstoffs verringert.
(3) Spannungsinduzierte Phasenumwandlung: Beim Schleifen wandelt sich Restaustenit in Martensit um, wodurch erhebliche strukturelle Spannungen entstehen.
Die Entstehung von Schleifrissen ist häufig das Ergebnis komplexer Spannungsinteraktionen. Unzureichendes Anlassen kann Zug-Eigenspannungen hinterlassen, die sich mit schleifinduzierten Gefügespannungen verbinden. Darüber hinaus können aggressive Schleifparameter (hohe Geschwindigkeit, übermäßiger Vorschub) oder unzureichende Kühlung zu einem schnellen Anstieg der Oberflächentemperaturen führen, die sich der Abschrecktemperatur nähern. Die anschließende schnelle Abkühlung durch die Schleifflüssigkeit kann eine örtlich begrenzte sekundäre Abschreckung hervorrufen, wodurch eine Umgebung mit Mehrfachspannungen entsteht.
Wenn die kumulierten Spannungen die Endfestigkeit des Materials überschreiten, bilden sich Risse beim Oberflächenschleifen. Um dieses Problem zu entschärfen, ist es entscheidend, den gesamten Wärmebehandlungsprozess zu optimieren, die Schleifparameter sorgfältig zu kontrollieren und eine ordnungsgemäße Kühlung während des Schleifvorgangs sicherzustellen. Die Durchführung von Spannungsabbau-Behandlungen nach dem Schleifen und der Einsatz fortschrittlicher Schleiftechniken, wie z. B. kryogene Kühlung oder Minimalmengenschmierung (MMS), können das Risiko der Rissbildung weiter verringern.
Vorbeugende Maßnahmen:
(1) Die Rohstoffe sind modifiziert und geschmiedet für viele Male mit doppeltem Kreuz geformt variable Richtung Stauchen und ziehen.
Nach vier Stauch- und vier Ziehvorgängen ist die Struktur der Schmiedefasern symmetrisch und wellenförmig um den Hohlraum oder die Achse verteilt.
Die abschließende Hochtemperatur-Abwärme wird zum Abschrecken verwendet, gefolgt vom Hochtemperatur-Anlassen, das blockige, netzartige, gebänderte und Kettenkarbide vollständig beseitigen und die Karbide auf 2-3 Stufen verfeinern kann;
(2) Formulierung eines fortschrittlichen Wärmebehandlungsverfahrens zur Kontrolle des Gehalts an abgeschrecktem Restaustenit, der die Norm nicht überschreitet;
(3) Anlassen und Beseitigung der Abschreckspannung rechtzeitig nach dem Abschrecken;
(4) Eine angemessene Reduzierung der Schleifgeschwindigkeit, der Schleifmenge und der Schleifkühlgeschwindigkeit kann die Bildung von Schleifrissen wirksam verhindern und vermeiden.
Beim Online-Schneiden von vergüteten Modulen entstehen Risse im Draht, wodurch sich die Verteilung des Spannungsfeldes über die Oberflächen-, Mittel- und Kernschichten des Metalls erheblich verändert.
Durch diesen Prozess wird das Gleichgewicht der Abschreckungseigenspannungen gestört, was zu Verformungen und dem Auftreten erheblicher Zugspannungen in bestimmten Bereichen führt. Wenn diese Zugspannungen die Festigkeitsgrenze des Materials überschreiten, kommt es zur Rissbildung. Charakteristisch für diese Risse ist, dass sie sich als bogenförmige Risse in der starren metamorphen Schicht manifestieren.
Aus Experimenten geht hervor, dass das Drahtschneiden im Wesentlichen ein örtlich begrenzter Hochtemperatur-Entladungsprozess mit anschließender schneller Abkühlung ist. Dieser thermische Zyklus führt zur Bildung einer dendritischen erstarrten Schicht mit einer gussähnlichen Struktur auf der Metalloberfläche. Dieser Prozess erzeugt Zugspannungen von 600 bis 900 MPa und führt zur Bildung einer 0,03 mm dicken, hochbelasteten, sekundär abgeschreckten weißen Schicht.
Zu den wichtigsten Faktoren, die zu Rissen beim Drahtschneiden führen, gehören:
(1) Starke Karbid-Entmischung im Rohmaterial, die die strukturelle Integrität beeinträchtigt;
(2) Fehlfunktionen der Anlagen, die zu überhöhten Abschrecktemperaturen führen, was eine Vergröberung des Korns zur Folge hat. Dies verringert die Festigkeit und Zähigkeit des Materials und erhöht seine Sprödigkeit;
(3) Unzureichendes oder verzögertes Anlassen der abgeschreckten Werkstücke, wodurch übermäßige innere Spannungen entstehen. Diese Spannungen führen in Verbindung mit den beim Drahtschneiden entstehenden neuen inneren Spannungen zur Rissbildung.
Vorbeugende Maßnahmen:
(1) Strenge Kontrolle der Rohstoffe vor der Einlagerung, um sicherzustellen, dass die organisatorische Zusammensetzung der Rohstoffe qualifiziert ist.
Ungeeignete Rohstoffe müssen geschmiedet werden, um die Karbide zu brechen, damit die chemische Zusammensetzung und das metallographische Gefüge den technischen Bedingungen entsprechen, bevor sie in die Produktion gehen können.
Vor der Wärmebehandlung von Modulen werden die Fertigerzeugnisse abgeschreckt, vergütet und nach einer gewissen Anzahl von Schleifvorgängen drahtgeschnitten;
(2) Kalibrieren Sie das Instrument vor dem Eintritt in den Ofen, wählen Sie den Mikrocomputer, um die Temperatur zu steuern, mit der Temperaturregelung Genauigkeit von ± 1,5 ℃, Vakuum-Ofen und Schutzatmosphäre Ofen für die Heizung, und streng zu verhindern Überhitzung und oxidative Entkohlung;
(3) Grading Abschrecken, isothermische Abschrecken und rechtzeitige Anlassen nach dem Abschrecken, mehrere Anlassen, vollständig zu beseitigen innere Spannungen, die Schaffung von Bedingungen für Drahtschneiden;
(4) Formulieren Sie wissenschaftliche und vernünftige Drahtschneideverfahren.
Während des Einsatzes von Werkzeugen bilden sich unter wiederholter Wechselbelastung Mikrorisse, die sich allmählich ausdehnen und zu einem plötzlichen katastrophalen Versagen durch Ermüdungsbruch führen können.
(1) Metallurgische Defekte in den Rohstoffen wirken sich erheblich auf die Ermüdungsfestigkeit aus:
(2) Zu den Aspekten der Wärmebehandlung, die die Ermüdungsleistung beeinflussen, gehören:
Diese Faktoren können zu einer deutlichen Verringerung der Gesamtdauerfestigkeit des Werkstoffs führen.
(3) Die Oberflächenqualität spielt eine entscheidende Rolle für die Ermüdungsbeständigkeit:
Vorbeugende Maßnahmen:
(1) Strenge Auswahl der Materialien, Gewährleistung der Materialien und Kontrolle des Gehalts an Pb, As, Sn und anderen Verunreinigungen mit niedrigem Schmelzpunkt sowie S, P nicht-metallisch Verunreinigungen, die die Norm nicht überschreiten;
(2) Vor der Produktion muss eine Materialkontrolle durchgeführt werden, und nicht qualifizierte Rohstoffe dürfen nicht in die Produktion gelangen;
(3) Die Elektroschlacke Umschmelzen raffinierten Stahl mit hoher Reinheit, weniger Verunreinigungen, einheitliche chemische Zusammensetzung, feine Körner, kleine Karbide, gute isotrope Eigenschaften und hohe Ermüdungsfestigkeit ausgewählt werden, um die Oberfläche der die Oberfläche durch Schuss zu stärken Hämmern und die chemische Infiltration der Oberfläche, so dass die Metalloberfläche vorgepresst wird, um die Zugspannung auszugleichen, die beim Betrieb der Matrize entsteht, und um die Dauerfestigkeit der Matrizenoberfläche zu verbessern;
(4) Verbessern Sie die Bearbeitungsgenauigkeit und die Oberflächengüte der Matrizenoberfläche;
(5) Verbessern Sie die Struktur und die Eigenschaften der chemischen Schicht und der gehärteten Schicht, und verwenden Sie einen Mikrocomputer, um die Dicke, die Konzentration und die Dicke der gehärteten Schicht der chemischen Schicht zu kontrollieren.
Dieser Riss entsteht oft während des Gebrauchs.
Die Metallform reißt aufgrund der chemischen Reaktion oder des elektrochemischen Reaktionsprozesses, was zu einer Beschädigung und Korrosion der Struktur von der Oberfläche nach innen führt.
Dies wird als Spannungsrisskorrosion bezeichnet.
Die Korrosionsbeständigkeit von Matrizenstahl ist aufgrund der unterschiedlichen Strukturen nach der Wärmebehandlung unterschiedlich.
Das korrosionsbeständigste Gefüge ist Austenit (A), und das am leichtesten korrodierende Gefüge ist Troostit (T), das wiederum aus Ferrit (F) - Martensit (M) - Perlit (P) - Sorbit (S) besteht.
Daher ist die T-Struktur für die Wärmebehandlung von Werkzeugstahl nicht geeignet.
Obwohl der abgeschreckte Stahl angelassen wurde, bleiben die beim Abschrecken entstandenen inneren Spannungen aufgrund unzureichender Temperierung mehr oder weniger bestehen.
Wenn die Form in Betrieb ist, werden unter der Einwirkung einer äußeren Kraft neue Spannungen erzeugt.
Spannungskorrosionsrisse treten immer dann auf, wenn die Metallform unter Spannung steht.
Vorbeugende Maßnahmen:
(1) Nach dem Abschrecken muss der Werkzeugstahl rechtzeitig, vollständig und wiederholt angelassen werden, um die inneren Spannungen des Abschreckens zu beseitigen;
(2) Im Allgemeinen ist es nicht geeignet, den Matrizenstahl nach dem Abschrecken bei 350-400 ℃ zu tempern.
Da bei dieser Temperatur häufig eine T-Struktur auftritt, sollte die Matrize mit T-Struktur nachbearbeitet und zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit mit Rostschutz behandelt werden;
(3) Der Warmarbeitsstempel muss vor dem Einsatz bei niedriger Temperatur vorgewärmt werden, und der Kaltarbeitsstempel muss bei niedriger Temperatur getempert werden, um Spannungen nach einer Einsatzphase zu beseitigen, wodurch nicht nur das Auftreten von Spannungskorrosionsrissen verhindert und vermieden werden kann, sondern auch die Lebensdauer des Stempels erheblich verbessert wird, wodurch zwei Fliegen mit einer Klappe geschlagen und erhebliche technische und wirtschaftliche Vorteile erzielt werden können.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
DE 
EN 
AR 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO