Cosa provoca la rottura degli stampi dopo il trattamento termico? Come si fa a capire se uno stampo è stato trattato termicamente in modo corretto? Il trattamento termico degli stampi può essere complesso, ma la comprensione dei problemi e delle soluzioni più comuni può far risparmiare tempo e risorse. Questo articolo risponde a 22 domande frequenti sul trattamento termico degli stampi, offrendo consigli pratici e approfondimenti di esperti. Da come evitare le insidie più comuni a come garantire prestazioni ottimali, troverete informazioni preziose per migliorare la vostra comprensione di questo processo critico. Continuate a leggere per scoprire la chiave del successo del trattamento termico degli stampi.
Ciò può essere ottenuto mediante riscaldamento e tempra a temperature comprese tra 1050 e 1100℃, seguite da tempra in olio.
Tuttavia, non è necessario per i lavori a caldo acciaio per stampi di avere una durezza così elevata, poiché le sue prestazioni si riducono notevolmente in presenza di una durezza elevata.
In genere, un intervallo di durezza di HRC46-50 garantisce buone prestazioni e durata.
Se si utilizza una rettificatrice, il costo di lavorazione può essere elevato, la quantità di materiale lavorato può essere grande, ma la dimensione del prodotto può non soddisfare lo standard richiesto.
Se l'acido cloridrico non è in grado di pulire la superficie, è probabile che si stia utilizzando un acciaio per stampi con un elevato contenuto di cromo. Si tratta di acciaio per stampi D2 o H13?
Lo strato di ossido sull'acciaio per stampi ad alto tenore di cromo è difficile da rimuovere, ma può essere lavato via con un detergente acido per acciaio inossidabile. Questi detergenti sono facilmente reperibili nei negozi di stampi o di acciaio inossidabile.
Lo strato di ossido sugli acciai da stampo ad alto tenore di cromo non può essere facilmente rimosso con l'acido cloridrico. Tuttavia, esistono metodi alternativi.
Una volta lucidato lo stampo con una pietra ad olio, la superficie diventa liscia. Prima di eseguire il trattamento termico, si può utilizzare una pietra abrasiva grossolana o un nastro abrasivo per smerigliare lo stampo. Successivamente, lo stampo può essere nuovamente rettificato con una pietra ad olio fine.
Un altro metodo utilizzato da alcuni è quello di smerigliare prima lo stampo con una mola in fibra per rimuovere efficacemente la pelle grezza. Poi si procede con la smerigliatura e la lucidatura o con la sabbiatura.
L'impianto di trattamento termico ospita un'ampia gamma di apparecchiature, tra cui un forno di tipo batch e un forno a pozzo.
Il forno di tipo batch è il più utilizzato e può gestire diversi trattamenti termici, come ricottura, normalizzazione, tempra e rinvenimento. Si tratta di un forno riscaldato elettricamente che viene portato a una temperatura predeterminata prima che il pezzo venga inserito al suo interno. Dopo aver raggiunto la temperatura desiderata, il pezzo viene mantenuto caldo per un po' e poi rimosso o raffreddato all'interno del forno.
Il forno a pozzo è tipicamente utilizzato come impianto di carburazione ed è interrato. Una volta posizionato il pezzo all'interno, viene sigillato e quindi immerso in liquidi ricchi di carbonio, come cherosene o metanolo, ad alte temperature. Il liquido si dissolve in atomi di carbonio che penetrano nella superficie del pezzo.
Il bacino di tempra viene utilizzato per la tempra e contiene una soluzione acquosa o un olio che viene utilizzato per raffreddare i pezzi temprati dal forno di tipo batch. Il processo consiste nel collocare il pezzo nel bacino e attendere per un breve periodo prima di rimuoverlo.
Altri dispositivi presenti nell'impianto sono le macchine ad alta frequenza, che convertono una corrente di 50Hz in una corrente di 200KHz. Il modello più comune ha una potenza massima di 200Kw e presenta una bobina costituita da un tubo di rame con acqua di raffreddamento interna posta all'esterno del pezzo. In pochi secondi, la superficie del pezzo diventa rossa e, quando raggiunge la temperatura prestabilita, una camicia d'acqua spruzza la soluzione di tempra sulla superficie per completare il processo di tempra.
In sintesi, l'impianto di trattamento termico vanta una serie di apparecchiature, tra cui quelle sopra menzionate
Senza informazioni sulle dimensioni e sulla forma dei pezzi, sui requisiti del trattamento termico e sulle tecniche di trattamento termico adottate, l'identificazione delle cause può essere molto difficile.
Entrambi questi tipi di acciaio appartengono alla stessa categoria degli acciai lepidoliti ad alto tenore di cromo, che hanno la tendenza a fessurarsi in condizioni di freddo. Anche la tecnica di trattamento termico richiesta per questo acciaio è complessa.
In base alla mia esperienza, è possibile utilizzare le seguenti tecniche di trattamento termico:
Per ottenere una durezza termica e un'elevata resistenza all'usura, l'acciaio può essere temprato a 950-1000℃ e raffreddato a olio, ottenendo un HRC>58. Per ottenere risultati migliori, la temperatura di tempra può essere aumentata a 1115-1130℃, seguita da un raffreddamento a olio.
Per gli stampi fini e sottili si può utilizzare il raffreddamento ad aria, mentre per ridurre la deformazione si consiglia il raffreddamento con la soluzione salina a una temperatura compresa tra 400-450℃.
Il rinvenimento non deve essere effettuato sotto 300-375℃, poiché può ridurre la tenacità dell'utensile e causare fragilità da tempra. È importante rinvenire immediatamente dopo la tempra.
Se la tempra viene effettuata a una temperatura superiore a 1100℃, si consiglia di rinvenire due o tre volte a 520℃.
È essenziale notare che un'elevata temperatura di tempra può causare la decarbonizzazione. Pertanto, è consigliabile effettuare un trattamento di preriscaldo (ricottura di sferoidizzazione) prima della tempra.
Supplemento:
"L'operaio ha accidentalmente mescolato un pezzo grezzo non riscaldato con un lotto di pezzi ben trattati termicamente. Entrambi sono stati sottoposti a un trattamento di sabbiatura sottopelle, quindi è impossibile distinguerli in base al colore. Inoltre, la loro durezza rientra nell'intervallo HRC35-45, rendendo difficile distinguerli anche in base alla durezza. Quindi, come possiamo distinguerli? Si prega di non suggerire di tagliare il pezzo per osservare la struttura metallografica, perché si danneggerebbe il prodotto".
Risposte:
Se non riuscite a identificare la durezza o i colori ossidanti del trattamento termico, vi suggerisco di identificarli attraverso il suono dei colpetti.
La struttura metallografica di una colata e di un pezzo in lavorazione dopo tempra e rinvenimento differisce. Esiste anche una differenza nel consumo interno, che può essere determinata dal suono dei colpetti.
Se si supera la temperatura di riscaldamento specificata, i grani si allargano e varie proprietà meccaniche si deteriorano, come l'aumento della fragilità, la diminuzione della tenacità, la facilità di deformazione e le cricche.
Per evitare il surriscaldamento, è fondamentale controllare la temperatura di riscaldamento.
Se l'acciaio è sovracarbonato, non può essere risolto con un trattamento termico o una lavorazione.
Cause:
Misure preventive:
Per il trattamento termico degli stampi, si raccomanda di optare per il trattamento termico sotto vuoto per ridurre al minimo le deformazioni.
Per agevolare il trattamento termico, gli stampi possono essere suddivisi in piccoli pezzi e taglio lento per garantire un'elevata precisione, una buona finitura e una deformazione minima. Se il gioco è garantito, le bave saranno trascurabili. È consigliabile verificare la precisione del dispositivo utilizzato.
Inoltre, è possibile che la resistenza dello stampo convesso non sia sufficiente. È inoltre possibile che vi siano tensioni residue in lamiera dopo il trattamento termico, con conseguente deformazione durante il taglio del filo. Per attenuare questo problema, si suggerisce di considerare una pre-fresatura con ampi fori di taglio del filo, seguita da un trattamento di riscaldo, lasciando un margine di 3-4 mm.
Cause:
La superficie dello stampo presenta uno strato ossidato, macchie di ruggine e una parziale decarbonizzazione prima del trattamento termico.
Se il mezzo di tempra non è scelto correttamente, o se c'è un eccesso o un invecchiamento di impurità nel mezzo di tempra, può causare problemi dopo che lo stampo è stato temprato e riscaldato.
Misure preventive:
Prima del trattamento termico, è importante rimuovere l'ossido e le macchie di ruggine. Inoltre, è fondamentale proteggere adeguatamente la superficie dello stampo durante la tempra e il riscaldamento. Per il riscaldamento, si consiglia di utilizzare un forno elettrico sottovuoto, un forno a bagno di sale o un forno in atmosfera protettiva.
Durante il processo di tempra e riscaldamento, è importante scegliere il mezzo di raffreddamento appropriato. Se il mezzo di raffreddamento viene utilizzato per un periodo di tempo prolungato, deve essere filtrato o sostituito regolarmente.
Cause:
La struttura originale dei materiali in acciaio per stampi presenta spesso una forte segregazione del carburo.
Ciò può essere attribuito a una tecnologia di forgiatura inadeguata, come l'uso di alte temperature di riscaldamento, deformazioni limitate, alte temperature di arresto della forgiatura e basse velocità di raffreddamento, che rendono difficile l'eliminazione di carburi reticolari, a bande e a catena, ostacolando così la ricottura sferoidale.
Inoltre, una tecnologia di ricottura sferoidale inadeguata, come ad esempio temperature di ricottura troppo alte o basse, o un'inadeguata ricottura isotermica tempo, può portare a una sferoidizzazione non uniforme o scarsa.
Misure preventive:
Nella scelta dello stampo materiale in acciaioÈ importante considerare le condizioni di lavoro dello stampo, la quantità di produzione, la resistenza e la tenacità del materiale. Si raccomanda di scegliere uno stampo di alta qualità materiale in acciaio per garantire prestazioni ottimali.
Per migliorare il processo di forgiatura, può essere necessario adottare il trattamento termico di preparazione della normalizzazione, che può contribuire a eliminare la non uniformità dei carburi reticolari e a catena e dei carburi nelle materie prime. Nei casi in cui l'acciaio per stampi ad alto tenore di carbonio presenti una grave segregazione di carburi che non può essere forgiata, si può ricorrere all'affinamento in soluzione solida come metodo di trattamento.
Per ottenere il processo di ricottura sferoidale desiderato per le billette forgiate, è necessario formulare specifiche di processo corrette basate sul trattamento termico temprato e sulla tecnica di ricottura sferoidale rapida e uniforme.
Inoltre, è importante garantire l'uniformità della temperatura della billetta nel forno, implementando un'installazione ragionevole del forno.
Cause:
Confondere l'acciaio per stampi è un errore comune. La temperatura di tempra richiesta per il materiale dello stampo è molto inferiore a quella dell'acciaio reale (ad esempio, l'acciaio GCr15 non deve essere trattato come acciaio 3Cr2W8V).
L'errata sferoidizzazione prima della tempra è una delle cause principali della scarsa sferoidizzazione dell'acciaio per stampi.
Una temperatura di riscaldamento di spegnimento dello stampo troppo elevata o un tempo di conservazione del calore prolungato possono causare problemi.
Un posizionamento scorretto dello stampo nel forno può provocare un surriscaldamento in prossimità dell'elettrodo o dell'unità di riscaldamento.
Gli stampi con una variazione significativa della sezione trasversale richiedono una selezione adeguata dei parametri del processo di tempra e riscaldamento per evitare il surriscaldamento in corrispondenza della sezione sottile e dell'angolo acuto.
Misure preventive:
Prima dell'ingresso in magazzino, l'acciaio deve essere sottoposto a una rigorosa ispezione per evitare mescolanze e disordine.
Prima della tempra, è importante eseguire una corretta ricottura di forgiatura e sferoidizzazione per garantire una buona sferoidizzazione.
Per garantire il corretto spegnimento e riscaldamento dello stampo, è necessario seguire correttamente le specifiche del processo e controllare rigorosamente la temperatura di spegnimento e il tempo di conservazione del calore.
È necessario effettuare controlli e correzioni regolari del termometro per assicurarsi che lo strumento funzioni correttamente.
Quando si riscalda lo stampo nel forno, è necessario tenerlo a una distanza adeguata dall'elettrodo o dall'unità di riscaldamento.
Trattamento di ottimizzazione ad alta durezza, alta resistenza all'usura e alta tenacità:
L'analisi metallografica può essere eseguita per determinare l'eventuale presenza di decarbonizzazione sulla superficie dei materiali. La decarbonizzazione è una causa comune di cricche.
L'H13 è un materiale comunemente utilizzato per le matrici di estrusione e il requisito di durezza per questo materiale non è molto elevato.
Consiglio di provare il trattamento termico nell'intervallo di temperatura 1030-1050℃.
Ruolo del trattamento termico nella produzione di stampi:
La maggior parte dei guasti negli stampi è causata da fratture, usura e deformazione, e le ragioni principali sono un trattamento termico inadeguato e una cattiva lavorazione dello stampo. Pertanto, la scelta accurata dei materiali, la corretta formulazione del processo di trattamento termico e il miglioramento della qualità del trattamento termico sono fondamentali per prolungare la durata dello stampo.
Il trattamento termico dello stampo comprende il trattamento di preriscaldamento e il trattamento termico finale, con l'obiettivo finale di ottenere una buona qualità superficiale, resistenza, plasticità e tenacità nello stampo.
Possibili cause:
Durante la tempra, se la temperatura supera il limite raccomandato, può verificarsi un surriscaldamento, con conseguenti diversi problemi, quali grani grossi, grave decarbonizzazione, grandi dimensioni, ecc. martensite, frattura a grana grossa, bassa tenacità e ridotta plasticità.
Un'elevata temperatura di riscaldamento e un tempo prolungato di conservazione del calore possono inoltre causare una grave decarbonizzazione della superficie del materiale, una struttura a grana grossa, una debole forza di legame e una significativa riduzione della plasticità. Pertanto, è essenziale mantenere la temperatura e il tempo appropriati durante il processo di tempra per evitare questi problemi.
Suggerimenti:
Vantaggi:
Svantaggi:
Il valore di durezza critica della profondità temprata=Durezza minima di tempra×0,8。
Il trattamento di raffreddamento profondo è la continuazione del processo di raffreddamento del pezzo dopo la tempra.
L'applicazione nell'industria degli stampi riguarda principalmente l'acciaio per stampi a freddo e l'acciaio ad alta velocità, acciaio per cuscinetti, stampo a freddo e raccordi per stampi
Il raffreddamento profondo modifica alcune proprietà meccaniche correlate. Le funzioni principali sono le seguenti:
Come ad esempio il duro cromatura per aumentare la resistenza all'usura dei componenti.
Scatto pallinatura rafforzamento:
La resistenza alla fatica dei pezzi può essere notevolmente migliorata in presenza di sollecitazioni alternate.
L'utensile di laminazione viene utilizzato per applicare una pressione sulla superficie dei pezzi metallici a temperatura ambiente. Ciò provoca una deformazione plastica e modifica la forma microgeometrica della superficie metallica. In questo modo si migliorano la levigatezza della superficie, la resistenza alla fatica, la resistenza all'usura e la durezza dei pezzi.
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
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