จะป้องกันการเสียรูปและการแตกร้าวของการบำบัดความร้อนของแม่พิมพ์ด้วยการออกแบบที่สมเหตุสมผลและการเลือกใช้วัสดุที่ถูกต้องได้อย่างไร

ส่วนที่ 1 การออกแบบอย่างมีเหตุผล

แม่พิมพ์ได้รับการออกแบบเป็นหลักตามความต้องการในการใช้งาน และบางครั้งโครงสร้างของมันก็ไม่สมเหตุสมผลและสมมาตรเท่ากัน สิ่งนี้ต้องการให้ผู้ออกแบบใช้มาตรการที่มีประสิทธิภาพในการออกแบบแม่พิมพ์โดยไม่กระทบต่อประสิทธิภาพของแม่พิมพ์ และพยายามให้ความสนใจกับกระบวนการผลิต ความสมเหตุสมผลของโครงสร้าง และความสมมาตรของรูปทรงเรขาคณิต

(1) พยายามหลีกเลี่ยงมุมและส่วนที่แหลมคมซึ่งมีความหนาต่างกันมาก

ควรมีการเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่นที่รอยต่อของส่วนที่หนาและบางของแม่พิมพ์ สิ่งนี้สามารถลดความแตกต่างของอุณหภูมิของหน้าตัดของแม่พิมพ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดความเครียดจากความร้อน และในเวลาเดียวกันก็ลดการเปลี่ยนแปลงของเนื้อเยื่อที่ไม่พร้อมกันในหน้าตัดขวาง และลดความเครียดของเนื้อเยื่อ รูปที่ 1 แสดงให้เห็นว่าแม่พิมพ์ใช้เนื้อทรานซิชันและกรวยทรานซิชัน

(2) เพิ่มรูกระบวนการอย่างเหมาะสม

สำหรับแม่พิมพ์บางชนิดที่ไม่สามารถรับประกันได้ว่าหน้าตัดจะสม่ำเสมอและสมมาตร จำเป็นต้องเปลี่ยนรูที่ไม่ผ่านให้เป็นรูทะลุหรือเพิ่มรูในกระบวนการผลิตอย่างเหมาะสมโดยไม่กระทบต่อประสิทธิภาพการทำงาน

รูปที่ 2a แสดงแม่พิมพ์ที่มีช่องแคบ ซึ่งจะมีรูปร่างผิดปกติตามที่แสดงโดยเส้นประหลังการชุบแข็ง หากสามารถเพิ่มรูกระบวนการสองรูในการออกแบบ (ดังแสดงในรูปที่ 2b) ความแตกต่างของอุณหภูมิของหน้าตัดระหว่างกระบวนการชุบแข็งจะลดลง ความเครียดจากความร้อนจะลดลง และการเสียรูปจะดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

(3) ใช้โครงสร้างแบบปิดและสมมาตรให้มากที่สุด

เมื่อรูปร่างของแม่พิมพ์เปิดหรือไม่สมมาตร การกระจายตัวของความเค้นหลังการชุบแข็งจะไม่สม่ำเสมอและทำให้เสียรูปได้ง่าย ดังนั้นสำหรับแม่พิมพ์รางที่เปลี่ยนรูปได้ทั่วไปควรทำการเสริมแรงก่อนการชุบแข็งแล้วจึงตัดออกหลังการชุบแข็ง ชิ้นงานรางน้ำที่แสดงในรูปที่ 3 เดิมมีรูปร่างผิดปกติที่ R หลังจากการชุบแข็ง และเสริมความแข็งแรง (ส่วนที่ฟักออกมาในรูปที่ 3 ) สามารถป้องกันการเสียรูปจากการดับได้อย่างมีประสิทธิภาพ

(4) ใช้โครงสร้างแบบรวม นั่นคือสร้างแม่พิมพ์ผัน แยกแม่พิมพ์ด้านบนและด้านล่างของแม่พิมพ์ผัน และแยกแม่พิมพ์และหมัด

สำหรับแม่พิมพ์ขนาดใหญ่ที่มีรูปร่างและขนาดที่ซับซ้อน >400 มม. และมีการเจาะที่มีความหนาและความยาวน้อย วิธีที่ดีที่สุดคือใช้โครงสร้างแบบผสมผสาน เพื่อลดความซับซ้อนของความซับซ้อน ลดขนาดใหญ่ให้เล็กลง และเปลี่ยนพื้นผิวด้านในของแม่พิมพ์เป็นพื้นผิวด้านนอก ซึ่งไม่เพียงสะดวกสำหรับการทำความร้อนและความเย็นเท่านั้น

เมื่อออกแบบโครงสร้างแบบรวม โดยทั่วไปควรสลายตัวตามหลักการต่อไปนี้ โดยไม่กระทบต่อความแม่นยำของความพอดี:

• ปรับความหนาเพื่อให้หน้าตัดของแม่พิมพ์ที่มีหน้าตัดที่แตกต่างกันมากมีความสม่ำเสมอหลังจากการสลายตัว
• สลายตัวในบริเวณที่เกิดความเครียดได้ง่าย กระจายความเครียด และป้องกันการแตกร้าว
• ร่วมมือกับรูกระบวนการเพื่อทำให้โครงสร้างสมมาตร
• สะดวกในการแปรรูปแบบเย็นและร้อนและประกอบง่าย
• สิ่งที่สำคัญที่สุดคือความมั่นใจในการใช้งาน

ดังแสดงในรูปที่ 4 เป็นแม่พิมพ์ขนาดใหญ่ หากใช้โครงสร้างแบบรวม ไม่เพียงแต่การรักษาความร้อนจะเป็นเรื่องยาก แต่โพรงจะหดตัวไม่สอดคล้องกันหลังจากการดับ และยังทำให้เกิดความไม่สม่ำเสมอและการบิดเบี้ยวของระนาบของคมตัด ซึ่งจะยากต่อการแก้ไขในการประมวลผลครั้งต่อไป ดังนั้นจึงสามารถนำโครงสร้างแบบรวมมาใช้ได้ ตามเส้นประในรูปที่ 4 มันถูกแบ่งออกเป็นสี่ส่วน และหลังจากการอบชุบแล้ว พวกมันจะถูกประกอบและขึ้นรูป จากนั้นจึงกราวด์และจับคู่ สิ่งนี้ไม่เพียงทำให้การรักษาความร้อนง่ายขึ้น แต่ยังช่วยแก้ปัญหาการเสียรูปอีกด้วย

ตอนที่ 2 การเลือกวัสดุที่ถูกต้อง

การเสียรูปและการแตกร้าวจากการอบชุบด้วยความร้อนมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับเหล็กที่ใช้และคุณภาพ ดังนั้นจึงควรขึ้นอยู่กับข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของแม่พิมพ์ การเลือกเหล็กอย่างสมเหตุสมผลควรคำนึงถึงความแม่นยำ โครงสร้าง และขนาดของแม่พิมพ์ ตลอดจนลักษณะ ปริมาณ และวิธีการแปรรูปของวัตถุที่แปรรูป หากแม่พิมพ์ทั่วไปไม่มีข้อกำหนดการเสียรูปและความแม่นยำ เหล็กกล้าเครื่องมือคาร์บอนสามารถนำมาใช้ในแง่ของการลดต้นทุนได้ สำหรับชิ้นส่วนที่เสียรูปและแตกง่าย สามารถใช้เหล็กกล้าเครื่องมือโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูงกว่าและความเร็วในการดับและทำความเย็นที่สำคัญช้าลงได้ ตัวอย่างเช่น แม่พิมพ์ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เดิมใช้เหล็ก T10A การเสียรูปขนาดใหญ่และแตกง่ายหลังจากการชุบน้ำและการระบายความร้อนด้วยน้ำมัน และช่องดับอ่างอัลคาไลนั้นไม่แข็งตัวง่าย ตอนนี้ใช้เหล็ก 9Mn2V หรือเหล็ก CrWMn ความแข็งในการชุบแข็งและการเสียรูปสามารถตอบสนองความต้องการได้

จะเห็นได้ว่าเมื่อการเสียรูปของแม่พิมพ์ที่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนไม่เป็นไปตามข้อกำหนด การใช้เหล็กโลหะผสม เช่น เหล็ก 9Mn2V หรือเหล็ก CrWMn ยังคงคุ้มค่า แม้ว่าต้นทุนวัสดุจะสูงขึ้นเล็กน้อย แต่ปัญหาการเสียรูปและการแตกร้าวก็ได้รับการแก้ไข

ในขณะที่เลือกวัสดุอย่างถูกต้อง ยังจำเป็นต้องเสริมสร้างการตรวจสอบและการจัดการวัตถุดิบเพื่อป้องกันการแตกร้าวของการรักษาความร้อนของแม่พิมพ์เนื่องจากข้อบกพร่องของวัตถุดิบ

เรียบเรียงโดย May Jiang จาก MAT Aluminium