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汽车半轴锻造模具热处理工艺的改进
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汽车半轴的毛坯锻造过程中很重要的是法兰盘的成形。我厂的汽车半轴是在摆碾机上热挤压终锻而成,模具的材质选用3Cr2W8V。该模具的受力情况:既承受压缩应力和弯曲应力,脱模时也承受一定的拉应力,由于模具与炽热的毛坯接触,需要水冷,因而承受冷热应力引起的热疲劳和热冲刷。在这种恶劣的使用条件下,模具经常出现热疲劳(龟裂)裂纹而报废,使用寿命很低。
为提高3Cr2W8V摆碾成形模具的使用寿命,就要使模具的高温强度和冲击韧度有一个最佳的匹配。为此,经过实践探索,我们采用充分预热、高温加热时间缩短、分级淬火和三次回火的工艺方案,使模具的使用寿命提高了2~3倍。
1.工艺改进
在原工艺(见图1)条件下,由于淬火温度低,大量的合金碳化物未溶解,所以淬火后硬度很低,只有20~25HRC,通过回火的二次硬化使硬度达到30HRC以上,这样的模具韧性可以,但工作后很快就出现热疲劳,热磨损严重,寿命不高。

(图片)

原工艺(

改进工艺后(见图2),淬火温度提高后,合金碳化物有了大量的溶解,但是在回火时形成了大量弥散分布的硬质相,导致模具的耐疲劳虽然提高了,但冲击韧度却下降了,模具在使用100多件次后裂成了3块。该方案行不通。

(图片)

改进后的工艺

再次改进工艺后(见图3),在充分预热后,在高温区保温0.5h后分级淬火,再经过高温回火完成组织转变和消除应力,低温回火消除残余应力,使模具表层具有高的耐疲劳性,而心部具有良好的冲击韧度。这样处理后的模具达到了高温强度和冲击韧度最佳的匹配,使用寿命得到了提高。

(图片)

再次改进后的工艺

2.改进效果
在应用了最终改进的工艺方案后,摆碾机的热挤压终锻模具的使用寿命提高了2~3倍(见附表)。

(图片)

3.结语
通过对比三种工艺,我们分析了使用条件的影响因素,结合实际选定了满足最佳的性能匹配的工艺,使模具的使用寿命得到了提高,满足了使用要求,降低了模具成本。 5/14/2013


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