TS520模具钢在热处理过程中容易发生尺寸变化。材料内部应力释放是导致变形的主要因素。加工过程中的不均匀冷却会产生热应力,这种应力在后续工序中逐渐显现。材料各向异性特性使得不同方向的变形量存在差异。
热处理工艺参数设置直接影响变形程度。过快的加热速度会使表层与芯部产生温差,形成组织转变不同步。冷却介质选择不当将加剧形状畸变,油淬比空冷产生的变形量通常高出30%-40%。装炉方式不合理会导致工件受热不均匀。
模具结构设计对变形具有重要影响。截面突变区域容易产生应力集中,薄壁部位在热处理时更易发生翘曲。对称设计能有效改善受力分布,适当增加过渡圆角可降低局部应力。
机加工残余应力会与热处理应力叠加。粗加工后未进行去应力退火,精加工余量分配不合理,都会放大更终变形量。电火花加工产生的白层具有拉应力特性,会改变表面应力状态。
材料原始状态决定变形基准。轧制方向的纤维组织导致纵向与横向收缩率差异,大规格材料心部偏析会引发不规则变形。预硬态材料虽然避免热处理变形,但切削加工时仍可能因应力重新分布产生形变。
合理设置热处理工艺能有效控制变形。采用阶梯加热方式,在相变点附近适当保温,使组织充分转变。选择马氏体分级淬火工艺,通过控制马氏体转变量来减小应力。回火工序需保证充分,以消除淬火应力。
相关问答:
问:如何通过模具设计减小TS520变形风险?
答:采用对称结构设计,避免截面突变,合理设置加强筋。在非关键部位预留加工余量,对薄壁部位设计辅助支撑。将型腔布置在模具中心区域,保持壁厚均匀过渡。
问:热处理后发现变形应采取哪些补救措施?
答:可采用热点校正法对凹陷部位进行局部加热矫正。对于规则变形可采用机械校直,复杂曲面建议通过精加工修正。校正后必须进行去应力回火,温度低于原回火温度10-15℃。