Jak zmniejszyć odkształcenia formy podczas obróbki cieplnej?

Zmniejszenie odkształceń podczas obróbki cieplnej formy wymaga systematycznej kontroli w czterech aspektach: doboru materiałów, projektu konstrukcyjnego, procesu produkcyjnego oraz technologii obróbki cieplnej. Kluczem jest zmniejszenie różnicy naprężeń wewnętrznych i zewnętrznych oraz poprawa jednorodności tkanki.

Zoptymalizuj materiały i ulepsz oryginalną strukturę

Wybór gatunków stali mikroodkształconychtakie jak stal wysokostopowa 1.2379 i D2, ze względu na wysoką zawartość pierwiastków węglikotwórczych (Cr, Mo, V), podczas hartowania pozostaje więcej austenitu szczątkowego, co może przeciwdziałać rozszerzaniu się stali w wyniku przemiany martenzytycznej i znacząco zmniejszyć odkształcenia.
Kontroluj rozkład węglików:Gdy węgliki występują w postaci pasm lub bloków, łatwo o nierównomierne rozszerzanie/kurczenie. Należy wybierać stal przetopioną żużlem elektrycznym, a grube węgliki należy rozdrobnić poprzez kucie, aby uzyskać ich drobną dyspersję.
Regulacja mikrostruktury przed obróbką cieplną:Kuta stal poddawana jest procesowi hartowania i odpuszczania w celu uzyskania jednolitej struktury martenzytycznej i zmniejszenia tendencji do odkształceń podczas końcowej obróbki cieplnej.

Zoptymalizuj projekt struktury formy

Unikaj nagłych zmian przekroju poprzecznego:zaokrąglone narożniki stosuje się na granicy grubości w celu zmniejszenia koncentracji naprężeń.
Dąż do symetrycznego projektu:Struktury asymetryczne są podatne na zniekształcenia z powodu nierównomiernego chłodzenia, dlatego zamiast całkowitego przetwarzania można zastosować strukturę kombinowaną.
Dodaj otwory procesowe lub żebra wzmacniające:poprawić równomierność chłodzenia lub dodać żeberka do części podatnych na pęcznienie po hartowaniu, aby ograniczyć odkształcenia.

Standaryzacja procesów produkcyjnych i eliminacja naprężeń szczątkowych

Wyżarzanie odprężające po obróbce zgrubnej:Utrzymywać w temperaturze 630–680 ℃ przez 3–4 godziny, a następnie schłodzić w piecu, aby wyeliminować naprężenia szczątkowe powstające podczas obróbki mechanicznej i zapobiec nakładaniu się naprężeń z naprężeniami hartowniczymi.
Uporządkuj rozsądnie kolejność procesów:W przypadku form z wyraźnymi wzorami odkształceń można przeprowadzić próbne hartowanie w celu określenia tendencji odkształceń oraz przewidzieć naddatek na obróbkę. Można też najpierw przeprowadzić ogólną obróbkę cieplną, a następnie wyciąć materiał w odpowiedni kształt (np. formy półkoliste).
Starzenie po szlifowaniu:eliminuje naprężenia szlifierskie, stabilizuje wymiary i zapobiega dalszym odkształceniom podczas użytkowania.

Precyzyjna kontrola parametrów procesu obróbki cieplnej

Rozsądne ogrzewanie:
Zastosowanie wieloetapowego podgrzewania wstępnego (np. dwukrotne podgrzewanie do temperatury 550 ℃ i 850 ℃) w celu zmniejszenia naprężeń cieplnych.
Kontroluj prędkość nagrzewania, zwłaszcza w przypadku stali wysokostopowych o słabym przewodnictwie cieplnym, aby uniknąć nadmiernej różnicy temperatur między wnętrzem i otoczeniem, spowodowanej szybkim nagrzewaniem.
Dobór naukowy metody gaszenia:
Hartowanie stopniowe:krótko umieścić w kąpieli solnej w temperaturze 250–400 ℃, aby wyrównać temperatury wewnętrzne i zewnętrzne przed schłodzeniem na powietrzu, co znacznie zmniejsza odkształcenia.
Hartowanie izotermiczne:Stop ten ulega przemianie izotermicznej w obszarze bainitu, przy wyjątkowo niskich naprężeniach strukturalnych, dzięki czemu nadaje się do stosowania w złożonych formach o cienkich ściankach.
Wstępne chłodzenie i hartowanie:Po wyjęciu z pieca produkt jest najpierw wstępnie schładzany na powietrzu do temperatury 720–760 ℃ w celu zmniejszenia naprężeń cieplnych.
W pełni zahartowane:
Stal wysokostopowa wymaga 2-3 procesów odpuszczania w wysokiej temperaturze (np. 500~520 ℃), aby całkowicie wyeliminować austenit szczątkowy i naprężenia wewnętrzne.
Niedostateczne hartowanie może prowadzić do dalszego łączenia się konstrukcji