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熱作模具的工作條件有哪些要求?
來源: | 作者:13963813331 | 發布時間: 2019-12-09 | 357 次瀏覽 | 分享到:
熱加工模具可分為四種類型:錘鍛模、壓鍛模、擠壓模和壓鑄模。他們的工作條件大不相同。 影響熱作模具工作條件的主要因素有:鍛造設備的結構和特點、坯料的性能、模具的潤滑和冷卻方法、模具結構和制造工藝質量等。
  熱加工模具可分為四種類型:錘鍛模、壓鍛模、擠壓模和壓鑄模。他們的工作條件大不相同。  影響熱作模具工作條件的主要因素有:鍛造設備的結構和特點、坯料的性能、模具的潤滑和冷卻方法、模具結構和制造工藝質量等。
模具鋼  
  1。錘鍛模的工作條件
  
  不同噸位的鍛錘產生巨大的沖擊吸收功形成毛坯  隨著鍛錘噸位的增加,模具上的沖擊載荷變大。  此外,模具在工作過程中也承受很大壓力。  由于模腔形狀不同,每個零件都將處于復雜的應力狀態,包括拉伸應力、壓縮應力、彎曲應力等。  在錘鍛過程中,流動是由工件的塑性變形引起的,從而引起工件和模具之間的摩擦。  在熱塑性變形過程中,摩擦和壓力之間沒有這種關系。一種材料能承受的最大摩擦力取決于其屈服強度。  摩擦對模具的使用壽命有重要影響,經常導致模具磨損,導致模腔尺寸超過公差而報廢。  這種磨損也因操作過程中模具氯化而加劇。
  
  由于模腔與熱的毛坯金屬接觸,毛坯金屬的熱量和變形過程中與模腔表面摩擦產生的熱量被傳遞到模腔。  然而,坯料的加熱溫度越高,連續工作時間越長,模腔的加熱程度就越高。  鍛造過程中,模腔內凸臺或凸部的加熱溫度相對較高,模腔表面溫度可達500-600℃,有些零件甚至可達750℃  如果模具材料的導熱性不好,空腔的溫升將會加快。
  
  模具加熱后,從型腔表面到型芯的溫度分布不均勻。表面溫度高于核心溫度。由于模具中溫度分布不均勻,會產生內應力,導致模具變形或開裂。  溫度在距空腔表面約2 ~ 4毫米處較高,然后向內逐漸降低。  模具溫度上升后,它肯定會對模具材料的結構和性能產生重要影響。通常,模具的工作溫度應低于回火溫度。  如果模腔的溫度不超過模具的回火溫度,則模具的結構和性能在工作過程中不會發生顯著變化。  如果模腔的溫度超過模具鋼的相變點,當模具冷卻時就會發生相變。這種相變不僅會引起模具性能的變化,還會帶來更大的內應力。
  
  為了在工作過程中控制模具的溫度不高于模具的回火溫度,在鍛造一個或多個毛坯后,將有更多的冷空氣、水、油和其他冷卻介質。  為了減少模具和坯料之間的摩擦,在鍛造每個坯料之后,將潤滑劑施加到模具表面,并且這些潤滑劑也可以起到冷卻作用。  因此,模腔表面的薄層在快速冷卻和快速熱循環的條件下工作,導致熱應力和熱疲勞  鍛壓鋼鐵材料時,由于加工溫度高,模具的工作溫度相應升高,經常導致模具熱軟化、熱磨損、熱疲勞等損壞。  當鍛造高溫合金和高合金鋼時,由于它們具有較高的高溫強度,模具的載荷增加,模具經常斷裂和報廢。
  
  鍛造模具模壁上切向拉應力大,特別是凹模腔表面出現熱疲勞裂紋后,原來光滑的模具變成了表面裂紋較多的模具,這將嚴重破壞模具的抗斷裂能力。  采用各種形狀的有組織凹模,有望大大提高凹模的使用壽命。
  
  鍛壓沖頭的工作部分和支撐部分的尺寸差異很大,尺寸過渡區往往是應力集中最嚴重的地方,容易出現疲勞裂紋,導致沖頭過早脆性斷裂,影響沖頭的使用壽命。  因此,在結構設計中,應盡可能采用大圓角半徑或錐形過渡,工作部件應具有高硬度,支撐部件應保持中等硬度或較低硬度(高溫回火處理)  這樣,可以降低早期脆性斷裂的風險。
  
  2。熱擠壓模具的工作條件
  
  根據待加工坯料的性質,熱擠壓模具可分為兩類:機械零件擠壓模具和型材擠壓模具  根據擠壓金屬的流動方向和沖頭的移動方向,可以分為:當金屬的流動方向與沖頭的工作方向相同時,正向擠壓;在擠壓過程中,金屬流動方向與沖頭的運動方向相反。復合擠壓,其中金屬在擠壓過程中同時向兩個方向流動;擠壓時,沖頭的金屬流向和運動方向呈90°角徑向擠壓
  
  由于熱擠壓模與擠壓金屬接觸時間長,熱擠壓模的工作溫度高于錘鍛模。  在反向擠壓或復合擠壓過程中,由于模具和工件之間的摩擦增強,模具的溫升高于正向擠壓。如果有氧化皮等硬顆粒,摩擦會加劇。  擠壓金屬的加熱溫度越高,熱擠壓模具的工作溫度越高。擠壓銅合金、鈦合金和結構鋼時模具溫度可達600-800℃,擠壓不銹鋼或耐熱鋼時模具溫度較高。  熱擠壓沖頭在工作和脫模時,會受到巨大的壓力和拉力,以及由于位置偏差而產生的彎矩。凹模還會受到很大的壓力和拉力,以及很強的摩擦和熱循環應力。殘留的工具痕跡或粗磨痕跡往往成為熱疲勞裂紋的起始源,加速了熱疲勞過程。
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