几种高碳钢模具包扎保护法

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1、浅谈几种高碳钢模具包扎保护法杨李燕摘要模具在淬火加热或冷却的过程中，都要产生热应力和组织应力，特别是快速冷却时更为突出。应力的产生有两种情况：一种是零件受热或冷却时，内外温差所产生的热胀冷缩和组织转变的不同时性及转变成不同组织，因比容不同而产生的热应力和组织应力；另一种是零件因厚薄不均匀使各部位造成温差及各部组织转变的先后不同所造成的应力，两者之间，以后者为主，是导致模具变形开裂的主要因素。关键词淬火变形开裂引言在长期的生产实践中，人们创造了很多宝贵的经验，以减少淬火变形、开裂。如分级淬火、等温淬火、采用油——水——油三级淬火、空气预冷淬火、局部用油、水或肥皂液等介质预冷法、堵

2、孔保护法等等。然而对高碳钢模具进行包扎，使各个部分厚薄达到均匀的目的，以减小应力，是行之有效的办法，安全可靠，容易操作。现讨论几种不同形状的高碳钢模具包扎方法。正文图1是成型模，材料T10A，硬度HRC58－62。按其形状综合分析，若把它看成一个100×180×470mm的简单平板，选择系数为1.25，有效厚度为100×1.25=125mm。但测得与工作面C面处的最大厚度L又近似150mm，若按有效厚度125mm来确定水冷时间，C面的硬度可能偏低。若用L来计算有效厚度，因与C面相对称的另一面是直角，而不是平面，该处冷却速度比平面快，因此是不妥当的。参考圆锥体有效厚度的选择方法，

3、在距离直角三分之一处找点，与C面垂直测得厚度近似120mm，有效厚度为120×1.25=150mm，这样可以满足整个工作面的高硬度。但造成了两个危险区，因水冷时间偏长，模具可能在A处断裂或B处产生角裂。为有效地防止这两处险情的发生，用其他保护方法都难以奏效，只有采用包扎法为妥。为防止A处裂纹，在预料孔中装满填料，用夹板紧固；为防止B处角裂，加保护罩，内装填料，在非工作面处点焊牢靠（如图1所示）。这样就类似一个各处厚薄比较均匀的简单模块，在淬火是就不用再提心吊胆了。图2是落料模，材料T10A，硬度HRC58－62。按其形状综合分析，为保证整个工作刃口部分高硬度，应以80mm作为计

4、算有效厚度尺寸。仍参考圆锥体有效厚度的选择方法，从b/3处找点，测得L尺寸大小，作为取系数的参考尺寸（可以不用太严格），现取系数1.25，有效厚度应为80×1.25=100mm。由此可见，对于厚度50mm处是个危险区，而缺口断裂、膨大或缩小，都会造成模具报废。为此，我们在50mm处的非工作面加保护铁，延缓该处的冷却速度，再在缺口处用钢棒电焊固定（如图2所示）。经热处理后检查，完全符合图纸要求。图3是成形模，材料T10A，硬度HRC56－60。模具形状简单，近似一个长方体，应选择100mm来计算有效厚度。考虑到是实心模，且比较厚，系数宜取1.5，有效厚度为100×1.5=150m

5、m，按3mm/s计算，水冷时间是50s。这么长的水冷时间，两侧面崩裂的可能性比较大。若用空气预冷或水、油、肥皂液等介质先将锐角进行预冷，会影响到锐角处工作面的硬度。从模具使用情况来分析，该处承受冲击力最大，磨削最严重，采用预冷法是不可取的。为此，我们在两侧面靠锐角处加保护铁电焊，再用铁丝扎紧，以防止脱落。保护后，将锐角改为钝角，大大减少了应力的过度集中，有效地防止了裂纹，同时也保证了该处的高硬度。图4是落料模，材料T10A，硬度HRC58－62。该落料模曾先后在淬火时产生了裂纹，一次是角裂，一次是齿裂（如图4所示）.按图形分析，产生裂纹的地方正是两个危险区。A、B两个内直角是应

6、力集中地，又正好与两个外直角在一条对角线上，中间又有螺纹孔，尽管淬火时已堵孔，但螺纹孔已削弱了该处的抗断裂强度，形成了危险区；三个突出空间的齿较薄，同时受五个面的急冷，会造成过大应力，又是一个危险区。这个模具有效厚度的计算方法有两种。第一种方法是在b/3处找点，测得实际尺寸L，因L小于60mm，应以L作为有效厚度的计算尺寸，取系数1.25，有效厚度为1.25L。第二种方法是按图形分析，因内框周围壁厚接近，可选用30mm作为有效厚度的计算尺寸，以60mm作为选择系数的参考尺寸。因为是方框，与单独平板的系数选择方法不能相同，要适当加大，故系数选1.5为宜，有效厚度应为30×1.5=

7、45mm。与第一种方法相比，小于15mm左右，淬火后，可能造成L处刃口部位硬度偏低。若不进行包扎，为防止产生裂纹，宜选用第二种计算方法。若进行包扎，应选用第一种计算方法，具体办法是：用铁板，利用模具上的四个螺纹孔孔距打孔，用螺钉固定，使盐水无法通过，让型孔内保持较高的水温，以减少内型框的过冷度。如果在型框内落料锥孔里装满填料更为保险。水冷时模具测身上下运动，既不影响刃口部位硬度，又有效地了裂纹，效果比预冷法更佳，如图4所示。图5是镶块组合模，材料T10A，硬度HRC58－62。这套组合模分左