Jak zmaksymalizować żywotność matrycy do cięcia drutu

Obecnie w obróbce form szeroko stosowane są maszyny do cięcia drutem elektrycznym. Ponieważ obróbka za pomocą maszyny do cięcia drutu jest zwykle wykonywana po obróbce cieplnej, unika się takich defektów, jak deformacja podczas obróbki cieplnej i odwęglenie powierzchni. Istnieje wiele jednostek produkujących formy, które zwykle montuje się i używa po niewielkim szlifowaniu po cięciu drutem. Inne są montowane bezpośrednio i używane bez szlifowania, co powoduje częste odpryskiwanie, łamanie i odpryskiwanie. Nawet jeśli powyższe zjawisko nie występuje, żywotność ostrzałki nie jest długa. W artykule skupiono się na stanie naprężeń powierzchni modułu po cięciu drutem oraz sposobach eliminacji naprężeń i poprawy jakości jego powierzchni.

Stan naprężenia powierzchni części po cięciu drutem

Obecnie wiele form jest obrabianych za pomocą szybko poruszających się maszyn do cięcia drutu. Po cięciu drutem chropowatość powierzchni przedmiotu obrabianego wynosi Ra≥2,5 μm, a rozkład twardości i stan naprężeń wewnętrznych są bardzo słabe. Podczas obróbki maszyną do cięcia drutu gęstość prądu w strefie wyładowania wynosi aż 10000A/mm2, a temperatura sięga 10000 ℃ ~ 12000 ℃. Dodany płyn medium szybko się ochładza, w wyniku czego twardość powierzchni skrawającej wynosi zaledwie około 20HRC, podczas gdy twardość wewnętrznej warstwy hartowniczej sięga 70HRC lub więcej. Następnie następuje strefa wpływu ciepła, a następnie pierwotna strefa odporności. Co poważniejsze, surowiec znajduje się w stanie naprężenia rozciągającego w wyniku hartowania, a naprężenie termiczne powstające podczas cięcia drutu jest również naprężeniem rozciągającym. Nałożenie się obu naprężeń może łatwo osiągnąć granicę wytrzymałości materiału i spowodować mikropęknięcia, co znacznie skraca żywotność matrycy. Cięcie nie może być stosowane jako procedura końcowego przetwarzania stempla i matrycy. Rozkład twardości przekroju materiału CrWMn po cięciu drutem oraz zmiana twardości po odpuszczaniu i starzeniu. (Przewodnik: Wprowadzenie do wymagań materiałowych dotyczących produkcji i przetwarzania części do tłoczenia matrycowego)

Środki eliminujące naprężenia powstające podczas cięcia drutu

Szlifowanie w celu usunięcia białej warstwy

Obecnie większość jednostek do obróbki form wykorzystuje szlifowanie w celu usunięcia szarej warstwy 20HRC (czyli białej warstwy) z warstwy wierzchniej po cięciu online, a następnie zmontowania jej do użytku. Chociaż może to usunąć białą warstwę o niskiej twardości, nie zmienia to stanu naprężenia strefy naprężenia spowodowanego cięciem drutu. Nawet przy zwiększeniu naddatku na szlifowanie po cięciu drutem, duża twardość twardej warstwy (do 70HRC) utrudnia szlifowanie. Nadmierne szlifowanie łatwo uszkodzić geometrię części. Dlatego też warstwa o wysokiej twardości wytworzona w wyniku cięcia drutem nie może poprawić trwałości matrycy, ponieważ jej kruchość jest pierwotną przyczyną pęknięć i odprysków.

leczenie hartujące

Po cięciu on-line zeszlifuj białą warstwę na powierzchni części, a następnie odpuszczaj w temperaturze 160 ℃ ~ 180 ℃ przez 2 godziny, następnie wysoką twardość warstwy pod białą warstwą można zmniejszyć o 5 HRC ~ 6 HRC, a temperaturę Naprężenia generowane przez cięcie drutu również zostaną zmniejszone. , Poprawiając w ten sposób wytrzymałość matrycy i przedłużając żywotność. Jednak ze względu na krótki czas odpuszczania naprężenia termiczne nie są całkowicie wyeliminowane, a trwałość matrycy nie jest zbyt zadowalająca.

Szlifowanie

Szlifowanie po cięciu drutem może usunąć białą warstwę o niskiej twardości i warstwę o wysokiej twardości oraz poprawić żywotność matrycy. Ponieważ naprężenia termiczne powstałe podczas szlifowania są jednocześnie naprężeniami rozciągającymi, nałożenie się na naprężenia termiczne powstałe podczas cięcia drutem niewątpliwie pogłębi uszkodzenie matrycy. Jeśli po szlifowaniu zostanie przeprowadzona obróbka starzenia w niskiej temperaturze, można wyeliminować wpływ naprężeń, znacznie poprawić wytrzymałość matrycy i zwiększyć żywotność matrycy. Ponieważ większość matryc o skomplikowanych kształtach geometrycznych jest obrabiana metodą cięcia drutem, do szlifowania matryc o skomplikowanych kształtach należy stosować drogie szlifierki współrzędnościowe i szlifierki optyczne. Generalnie producenci nie mają tych dwóch sprzętów, więc trudno je wypromować.

Odpuszczanie w niskiej temperaturze po śrutowaniu

Śrutowanie może przekształcić austenit szczątkowy w nacięciu drutu w martenzyt, zwiększyć wytrzymałość i twardość matrycy, zmienić stan naprężenia warstwy wierzchniej, zmniejszyć naprężenia rozciągające, a nawet przejść w stan naprężenia ściskającego, powodując pęknięcia. Trudne inicjacja i rozszerzanie w połączeniu z odpuszczaniem w niskiej temperaturze w celu wyeliminowania naprężeń rozciągających w hartowanej warstwie, mogą zwiększyć żywotność matrycy 10-20 razy. Śrutowanie jest ograniczone warunkami sprzętowymi i kształtem (powierzchnią wewnętrzną) części matrycy i jest trudne do szerokiego zastosowania.

Obróbka starzenia w niskiej temperaturze po szlifowaniu

Po wypolerowaniu powierzchni przeciętego drutu, warstwa o dużej twardości została w zasadzie usunięta, a następnie poddana obróbce starzenia w niskiej temperaturze (zwanej także obróbką odpuszczaniem w niskiej temperaturze) w temperaturze 120 ℃ ~ 150 ℃ przez 5 ~ 10 godzin lub 160 ℃ ~ 180 ℃ przez 4 ~ 6 godzin Odpuszczanie w niskiej temperaturze. Może to wyeliminować wewnętrzne naprężenia rozciągające hartowanej warstwy, podczas gdy twardość jest nieznacznie zmniejszona (ta ostatnia twardość jest nieznacznie zmniejszona), ale znacznie poprawia się wytrzymałość, zmniejsza się kruchość, a żywotność matrycy można zwiększyć o ponad 2 czasy. Metoda ta jest prosta i łatwa do wdrożenia, efekt bardzo oczywisty i łatwy do wypromowania.

Więcej istotnych wiadomości z branży przetwórstwa form: