有了超音频淬火机,再也不担心气门热锻模产生非正常开裂缺陷了

气门热锻模由上模和下模组成,上模结构较简单,下模由模芯、模套、垫板和模座组成。其中,模座采用45钢,模套采用5CrMnMo钢,尺寸为外径φl10mm×85mm,模芯采用3Cr2W8V、HD2或012A1等热作模具钢,并经淬火、回火和氮碳共渗等表面强化处理。通常,热锻模具正常失效形式多为磨损、压塌或冷热疲劳裂纹开裂。生产中发现,由于模具加工、安装、热处理及使用不当等原因,多次出现模芯非正常开裂失效破坏。

采用组合式凹模,可提高模具抗开裂性能;但组合式凹模模芯、模套间应为紧配合情况,此时可视模芯、模套为一整体凹模。因此,组合式凹模使其内壁的切向应力明显下降,从而使模具抗开裂能力大为提高。

检验分析发现,模芯开裂有两种情况,一种情况是模具刚使用即出现开裂失效,往往模具仅锻造十几支或几支工件便产生模芯开裂。检查发现,其原因是模芯与模套配合间隙过大,造成松动致使模芯开裂。分析指出,这种情况下模芯与模套圆柱面接触点不多,因而模套对模芯的预压力很小甚至近于零。此时模芯处切应力呈高值拉应力,该拉应力超过材料的抗拉强度,将使模芯发生开裂。

另一种情况是模具加工中短时停留后再锻压时出现模芯开裂,通常此时模具已加工200一300件气门。分析表明,模具锻造几百个工件后,模具已磨光整合,其预压应力大为减小,同时模具在高温下连续工作,模具受热回火软化,表面强度降低,模具在高温高压的锻压中产生的热应力、组织应力和外载荷应力叠加,使切向拉应力增大,增大模芯开裂隐患和危险。另一方面,锻造润滑剂在工作中时冷时热,对模芯造成热疲劳作用,易使该部位产生纵向微裂纹。当模具再次重新工作时,模具处于室温状态,其塑性、韧性较低,因而模具再次锻压时,往往仅加工几件工件(气门)便造成模芯部位突发脆性断裂。

综上分析,为防止气门组合锻模模芯开裂失效破坏,提出防止措施如下:

(1)调整模套与模芯配合公差,使其过盈配合符合技术要求,防止出现配合不当产生过高拉应力使模芯出现脆性断裂。

(2)为防止模具使用中积累过大的内应力,模具使用一段时间后,应采用超音频淬火机进行去应力退火处理,温度通常为600-700℃。

经超音频淬火机退火热处理后,气门热锻模的应力消除了,无开裂缺陷产生,满足了工作的需要。更好的是此工艺适合大批量大规模生产,可以大大提高工人的生产效率。

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