调味料生产厂家
下载贤集网APP入驻自媒体
1前言
粉末冶金压制模具技术是发展粉末冶金机械零件的关键技术之一，尤其结构复杂和形位公差精度要求较高的零件，其精度主要靠模具保证。质量优异的模具，是经济高效地生产复杂形状的机械零件的前提条件。但是优质的粉末冶金压模不但需要很高的模具制造技术和设备，而且模具在使用中常会因裂纹、磨损、拉毛、啃伤等原因造成模具失效。
因而，除提高模具制造技术和工艺之外，尽可能的延长模具的使用寿命，也是稳定产品质量、提高生产效率的关键技术之一。只有尽可能的延长模具的使用寿命，才能充分显示粉末冶金工艺经济高效的优越性。
对粉末冶金模具寿命影响较大的因素有以下几点：模具的结构设计（包括各零件的制造精度和模具的整体装配精度阴模、芯棒和模冲材料的选用；热处理质量；使用维护和修理质量；粉末的种类和性能；制品的形状和密度等等。对于某一类特定的粉末冶金零件来说，材料的选用和零部件热处理质量是影响模具寿命的最主要因素。延长模具的使用寿命，也应从这两方面入手，即一是改进热处理工艺，充分发挥现有材质的潜力；二是选用新材料，以提高压模寿命。本文就以上两点与大家共同商榷。2热处理工艺的改进
粉末冶金模具用材料目前还没有形成一个专门系列，在工业生产中一般根据模具的工艺环境，参照冷作模具用材料而进行选材。通常采用硬质合金末冶金模具材料。在一般的企业中，合金工具钢（Cr12型）是最常用的模具材料。其中Cr12MoV普遍用于制造形状复杂、精度较高或载荷过重的模具。
Cr12型材料属高碳高铬莱氏体钢，由于其间存在大量硬的碳化物质点而具有高耐磨变形小的特性，基本满足了粉末冶金模具材料要求的高硬度、高耐磨性和淬火变形小的要求。但是Cr12型钢铸态组织中共晶碳化物分布的不均匀性，对使用性能起很大的限制作用。模具使用中经常会出现崩、裂、磨损等早期失效形式，与碳化物分布不均匀性有很大关系。所以对碳化物的分布必须有严格的控制。热处理工艺是改善碳化物分布的关键步骤，也是影响模具寿命的主要因素之一。本文主要就Cr12MoV钢的热处理工艺改进措施进行探索。实验所用的Cr12MoV钢的GB1299-85（现已更新为GB1299-2000）规定，高碳高铬合金工具钢一般是以退火状态交货的。普通的中小型粉末冶金企业一般是购置退火状态的钢材作热处理后再进行机械加工。对于12型钢材，一般热处理工艺是调质处理（淬火％回火），随后进行机械加工。该工艺不能有效消除材料的组织缺陷，改进后的热处理工艺为：购置的钢材一（粗加工）一高温回火一（半精加工）一淬火一冷处理一回火一（精加工）。
2.1高温回火高碳高铬的Crl2型钢，含有大量碳化物，预先热处理欠佳时，易形成共晶碳化物偏析，促使淬火异常变形或有脆化倾向。而交货状态的Cr12型钢处于退火状态，容易存在组织缺陷。在进行最终热处理前，不消除这些组织缺陷，则难以保证钢材的最终热处理质量，从而无法使模具达到高精度的要求。但在最终热处理前，增加一道高温回火工艺，能有效地解决这个问题。增加的这道工序，可消除偏析的碳化物网、带，并消除粗加工后的残留应力，改善组织，便于精加工，防止淬火开裂和减少淬火畸变。在经过试验和生产验证后，确定最佳的高温回火工艺见。
注意事项：操作过程中，为了防止氧化、脱碳等副作用发生，可采用生铁屑装箱保护。2.2淬火Cr12MV钢是一种高淬透性钢材，由于铬、钼、钒元素的作用，使该钢的“C”曲线位置强烈右移，所以截面积在300~400mm2以下的模具在油中可淬透。随着淬火温度的上升，碳化物溶于奥氏体的数量增加，于是奥氏体固溶的碳和铬浓度的增加，淬火后的硬度会增高。但当进一步提高淬火温度时，固溶体中碳和铬浓度的增加使马氏体转变开始温度（Ms）和终止温度（Mf）都迅速下降，保留的残余奥氏体数量增多，硬度反而下降。
2.3冷处理
回火余奥氏体，残余奥氏体属不稳定组织。模具在使用过程中，受交变应力和粉末摩擦作用，残余奥氏体仍可转变为马氏体，马氏体比容较奥氏体大，且是局部的转变，产生了内应力导致模具产生裂纹，使模具损坏。进行冷处理，能促使未转变奥氏体更多地转变成马氏体，进一步提高硬度。同时也可以使残余奥氏体变为稳定，有效地防止在室温因残余奥氏体转变而发生尺寸变化。
粉末冶金模具的冷处理研究，有关报道很少。有人研究过模具的深冷处理工艺。但深冷处理一是需要特殊的专用设备；二是大大增加能耗，故一般的粉末冶金企业很少采纳。所以常规的冷处理工艺就具有实际应用价值。冷处理工艺涉及到两个工艺参数：冷处理温度和保温时间。实验过程中要考虑这两个参数的变化。冷处理完成后，取出模具在空气中缓慢升室温，然后再进行回火处理。回火温度应根据对模具的硬度要求选定。阴模和芯棒硬度一般要求HRC62~64，回火温度为170±10；上下模冲的硬度要求为HRC57~59，回火温度为230±10.为有效地消除应力，稳定组织，回火应进行2%3次。整个实验过程如下：从某粉末冶金厂选一批LFM201含油轴承的压模，按照高温回火一淬火一冷处理一回火的工艺进行热处理。因为该产品需求量大，所以很适合进行模具寿命的测试。为了比较不同热处理工艺对压模寿命的影响，同时还按常规热处理工艺（淬火一回火）试制了一副压模作为对比件，同批装机测定模具寿命。改进热处理工艺后，模具寿命显著延长。对表一数据进行分析可知在相同保温时间下，随冷处理温度的降低，该模具寿命（压制零件数目）增加但增长率不大；在冷处理温度相同时，随保温时间的延长，模具寿命有显著增加。但随冷处理温度降低（-100），增加趋势趋于平缓。由此可知，冷处理温度并不是越低越好，保温时间由2h延长到3h时，模具寿命（压制零件数目）相差不多。实际生产中可根据生产成本核算进行综合考虑。本实验最终选择冷处理温度为-65左右，时间为2h. 工艺提出把硬质合金应用于粉末冶金模具材料，也能获得比普通模具材料更长的使用寿命，从而提高经济效益。3结语
影响模具寿命的因素很多，但热处理工艺和材质的选用是两个主要的因素，解决了这两个问题，辅以精密制造技术，模具的使用寿命将会成倍提高，进而使生产成本极大地降低，不仅充分发挥了粉末冶金工艺少无切削的显著优势，而且经济效益明显提高。
