Ievads: pelējuma dzēšanas stratēģiskā nozīme
Veidnes ir "procesa iekārtu karalis" mūsdienu ražošanā, un to kvalitāte tieši ietekmē produkta precizitāti, ražošanas efektivitāti un ražošanas izmaksas. Veidņu ražošanas izmaksu struktūrā termiskā apstrāde veido tikai aptuveni 10%, tomēr tā nosaka vairāk nekā 90% no veidņu kalpošanas laika un veiktspējas. Rūdīšana, kā veidņu termiskās apstrādes pamatprocess, ir tieši saistīta ar veidnes nodilumizturību, izturību pret nogurumu un izmēru stabilitāti.
Saskaņā ar Starptautiskās Mold & Die asociācijas statistiku, pelējuma bojājumi, ko izraisa nepareiza termiskā apstrāde, veido vairāk nekā 45% no visiem neveiksmes gadījumiem, un dzēšanas procesa defekti veido vairāk nekā 60%. Ņemot vērā Ķīnas pelējuma rūpniecības straujo attīstību, uzlabotas rūdīšanas tehnoloģijas apguve ir kļuvusi par galveno veidņu nozares konkurētspējas uzlabošanu.
1. nodaļa: Pelējuma dzēšanas teorētiskais pamats
1.1. Veidņu tēraudu fāzes transformācijas raksturojums
Veidņu tēraudu rūdīšanas process būtībā ir ne-līdzsvara fāzes pārveide no austenīta uz martensītu. Salīdzinot ar parastajiem konstrukciju tēraudiem, veidņu tēraudiem ir šādas nozīmīgas īpašības:
Vairākas leģējošo elementu lomas:
Hroms (Cr): saturs parasti svārstās no 3 līdz 12%, ievērojami uzlabojot sacietēšanu un izturību pret koroziju.
Molibdēns (Mo), vanādijs (V): veido MC- tipa karbīdus, uzlabojot sekundāro sacietēšanas efektu.
Volframs (W): palielina termisko stabilitāti un sarkano-cietību, piemērots karstām-darba veidnēm.
Silīcijs (Si): uzlabo rūdīšanas stabilitāti un izturību pret oksidēšanu.
Kritisko temperatūru specifika:
Parasti izmantoto veidņu tēraudu Ac1 temperatūra parasti ir augstāka nekā parastajiem oglekļa tēraudiem. Piemēram, Ac1 H13 tēraudam ir 850-860 grādi, bet P20 tēraudam tas ir 715-730 grādi. Šis raksturlielums prasa precīzāku temperatūras kontroli, jo novirzes, kas pārsniedz ±10 grādus, var izraisīt patoloģiskas mikrostruktūras.
1.2. Zinātne par slāpēšanas vides izvēli
Uz ūdens{0}}bāzētas multivides sistēmas:
Tradicionālais sālījums: NaCl saturs 5-10%, dzesēšanas ātrums var pārsniegt 200 grādus sekundē.
Polimēru šķīdumi: PAG-tipa koncentrācija tiek kontrolēta 8–15%, nodrošinot ideālus dzesēšanas raksturlielumus, izmantojot apgriezto šķīdību.
Nanofluīdi: nanodaļiņu pievienošana var uzlabot siltuma pārneses efektivitāti par 30-50%.
Uz naftas-bāzētas multivides sistēmas:
Ātri dzesējošas eļļas: Maksimālais dzesēšanas ātrums 80-100 grādi /s.
Martemperatūras eļļas: uzrāda lēnas dzesēšanas īpašības 150-300 grādu diapazonā.
Vakuuma rūdīšanas eļļas: zems piesātināta tvaika spiediens, piemērotas vakuuma videi.
Gāzes mediju tehnoloģija:
Slāpekļa dzēšana: Spiediena diapazons 2-10 bar, regulējama dzesēšanas jauda.
Hēlija dzēšana: dzesēšanas efektivitāte ir 2-3 reizes lielāka par slāpekļa efektivitāti.
Saliktās gāzes: panākiet pakāpenisku dzesēšanu, izmantojot optimizētas sajaukšanas attiecības.
2. nodaļa: Galvenie procesa kontroles punkti pelējuma dzēšanas procesā
2.1. Precīza apkures procesa kontrole
Priekšsildīšanas sistēmas izveide:
Sarežģītām veidnēm ir jāizmanto vairāku{0}}pakāpju priekšsildīšanas process:
Kontrolēta atmosfēra:
Endotermiskā atmosfēra: Rasas punkts kontrolē no -5 līdz -15 grādiem.
Slāpekļa{0}}atmosfēra: slāpekļa tīrība ir lielāka vai vienāda ar 99,995%, skābekļa saturs<10 ppm.
Vakuuma vide: Spiediens ir mazāks par vai vienāds ar 0,1 Pa, novēršot oksidēšanos un dekarbonizāciju.
2.2. Optimizācijas stratēģijas dzesēšanas dzesēšanai
Zonēta dzesēšanas ātruma kontrole:
Izmantojiet ātru dzesēšanu virs Ms punkta, lai izvairītos no perlīta transformācijas; kontrolēt dzesēšanas ātrumu zem Ms punkta, lai samazinātu transformācijas spriegumus. Uzlabotās datorsimulācijas parāda, ka optimālajai dzesēšanas līknei jāatbilst:
Above 650°C: Cooling speed >30 grādi /s
650-400°C: Cooling speed >10 grādi /s
Zem 400 grādiem: dzesēšanas ātrums<5°C/s
Deformācijas kontroles metodes:
Pirms-dzesēšanas dzesēšana: pirms iegremdēšanas atdzesē gaisu līdz 50 grādiem zem Ar1.
Pārtraukta rūdīšana: turiet virs Ms punkta temperatūras izlīdzināšanai.
Preses dzēšana: kontrolējiet deformāciju, izmantojot pelējuma ierobežojumus.
2.3. Īpašu veidņu dzēšanas procesi
Termiskās apstrādes problēmas lielām veidnēm:
Veidnēm, kuru šķērsgriezuma{0}}biezums pārsniedz 300 mm, ir problēmas ar sacietēšanu. Veiciet šādus pasākumus:
Pagarināt turēšanas laiku: Aprēķināts pie 1,2-1,5 min/mm.
Izmantojiet mainīgu ūdens{0}}gaisa dzesēšanu.
Ieviesiet pēc-dzesēšanas procesu: tūlītēja kriogēna apstrāde pēc dzesēšanas.
Precīzijas veidņu izmēru kontrole:
Veidnēm, kurām nepieciešama precizitāte ±0,05 mm, ir nepieciešams:
Sāls vannas karsēšana, lai nodrošinātu viendabīgumu.
Specializētu armatūru izmantošana deformācijas kontrolei.
Novecošanās ārstēšanas īstenošana, lai novērstu atlikušos spriegumus.
3. nodaļa: Kvalitātes kontroles un pārbaudes tehnoloģija
3.1 Procesa uzraudzības sistēma
Temperatūras uzraudzības tīkls:
Novietojiet termopārus veidnes kritiskajās vietās, lai izveidotu temperatūras lauka sadalījuma karti. Lielām veidnēm jābūt vismaz 6-12 temperatūras mērīšanas punktiem, lai nodrošinātu temperatūras vienmērīguma kontroli ±8 grādu robežās.
Dzesēšanas raksturlielumu pārbaude:
Izmantojiet ISO 9950 standartu, lai pārbaudītu dzesēšanas līdzekļa dzesēšanas līkni. Galvenie parametri ietver:
Maksimālais dzesēšanas ātrums: atspoguļo barotnes dzēšanas intensitāti.
Raksturīgā temperatūra: tvaika plēves plīsuma temperatūra.
Dzesēšanas ātrums pie 300 grādiem: Ietekmē martensīta transformāciju.
3.2. Kvalitātes pārbaudes standarti
Režģa{0}}cietības pārbaude:
Pamatojoties uz veidņu izmēriem, izveidojiet testēšanas režģi ar 50–100 mm atstarpi. Virsmas cietības novirze jākontrolē ±2 HRC robežās. Kritiskām veidnēm ir jāpārbauda arī cietības gradienti 3-5 dziļumos.
Mikrostruktūras vērtējums:
Novērtējiet graudu izmēru atbilstoši ASTM E112. Rūdītam veidņu tēraudam jāsasniedz 8. pakāpes vai smalkāks graudu izmērs. Martensīta vērtējums ir jānovērtē saskaņā ar SEP 1614 standartu, kas nosaka, ka ir mazāka par 3. kategoriju vai vienāda ar to.
Visaptveroša nesagraujošā{0}}testēšana:
Ultraskaņas pārbaude: atklāj iekšējos defektus.
Magnētisko daļiņu pārbaude: atklāj virsmas plaisas.
Šķidruma caurlaidības tests: pārbaudiet virsmas integritāti.
Secinājums: neizbēgama tehnoloģiju attīstības tendence
Pelējuma dzēšanas tehnoloģija attīstās uz precizitāti, inteliģenci un vides ilgtspējību. Izveidojot visaptverošu procesa kontroles sistēmu un kvalitātes nodrošināšanas pasākumus, pelējuma dzēšanas kvalifikācijas līmeni var palielināt no tradicionālajiem 85% līdz vairāk nekā 98%. 2. daļā mēs iedziļināsimies progresīvās rūdīšanas tehnoloģijās, analīzē un risinājumos bieži sastopamiem defektiem, kā arī nākotnes tehnoloģiju tendencēm.
