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如何提高锻钢连杆模具寿命
已阅[490]次[2010/7/5]

1 模具使用分析:

  1.1材料材料的选用:

  公司产品均采用热状态下模锻生产,以往多采用5CrNiMo、45Cr2NiMoVSi钢种。5CrNiMo钢是我国使用最广的热锻模具钢,同时在使用中发现淬透性不能满足大截面锤锻模的需求,截面尺寸大于300×500mm时,心部硬度已经不能满足要求,因此其强度和韧性较低。而45Cr2NiMoVSi钢热稳定性比5CrNiMo钢高出150℃以上并具有高温强度和韧性见表1。因此,当使用模块截面积小于300×500mm时,可选用5CrNiMo钢(价格低),因为该钢种热处理工艺性能较好,所以连杆模具适合选择该钢种;当使用模块截面积大于300×500mm,可选用45Cr2NiMoVSi钢(价格高)。

  1.2模具的失效因素

  模具的使用寿命去除材料的影响外,还与设计结构、成型及制造工艺、热处理工艺、润滑及使用维护、表面强化等有密切关系。常见的失效模式:型腔硬度低、产生疲劳纹、凸起部位倒伏等。造成锻件“肥大”尺寸超标。这种缺陷的产生,与模具型腔表面强度有直接的关系,在其它条件不变的情况下,提高模具表面硬度是提高寿命的关键。一般情况下,模具型腔机械加工完成后进行热处理,在热处理过程中,模具经过长时间高温加热,表面产生氧化脱碳,形成了一层有害的脱碳层,降低了模具表面硬度,埋下了模具早期磨损的种子,导致模具寿命的降低。

  2 模具热处理:

  选取连杆终锻模具两副(每副上、下模各一件)见图1、图2,材质5CrNiMo钢,截面积300×500mm,经过机械加工后,用同样的热处理工艺参数生产,860℃淬火 保温3h 油冷;510℃回火 保温6h 空冷。但加热炉状态不同。第一副模具按上述热处理工艺,用普通加热炉加热;另一副模具加热时采用真空热处理(委外),加热时炉内真空度保持为10MPa。每副模具在热处理过程中用同熔炼炉号材质制作试块,随模块共同热处理,做为检验模块指标用。模块经过热处理后,分别对试块进行检验,脱碳层检验见图3、图4。检验结果见表2。从表2中可以看出,模块用普通加热炉加热后,表面产生0.21mm深脱碳层,并且硬度下降了HRC7。

  3 效果及结论

  将两副模具分期投入3150吨压力机生产6113连杆,锻造设备、工艺参数等完全相同的条件下组织生产。改变热处理前、后的产量、单件成本见表2,可见单件模具成本可降低50%,即由原来的1.863元/件,降为0.931元/件;模具寿命由原来的2000件/副增加到7600件/副。因此,模具采用真空热处理能够明显地提高使用寿命。

表2

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