Įvadas: strateginė pelėsių gesinimo reikšmė
Formos yra šiuolaikinės gamybos proceso įrangos karalius, o jų kokybė tiesiogiai veikia gaminio tikslumą, gamybos efektyvumą ir gamybos sąnaudas. Formų gamybos sąnaudų struktūroje terminis apdorojimas sudaro tik apie 10 %, tačiau jis lemia daugiau nei 90 % pelėsių naudojimo trukmės ir eksploatacinių savybių. Gesinimas, kaip pagrindinis pelėsių terminio apdorojimo procesas, yra tiesiogiai susijęs su formos atsparumu dilimui, atsparumu nuovargiui ir matmenų stabilumu.
Remiantis Tarptautinės mold & Die asociacijos statistika, pelėsių gedimai, atsiradę dėl netinkamo terminio apdorojimo, sudaro daugiau nei 45 % visų gedimų atvejų, o gesinimo proceso defektai sudaro daugiau nei 60 %. Atsižvelgiant į spartų Kinijos pelėsių pramonės vystymąsi, pažangios gesinimo technologijos įsisavinimas tapo pagrindiniu pelėsių sektoriaus konkurencingumo didinimo veiksniu.
1 skyrius: Teorinis pelėsio gesinimo pagrindas
1.1 Formų plienų fazinės transformacijos charakteristikos
Formų plieno gesinimo procesas iš esmės yra ne{0}}pusiausvyros fazės transformacija iš austenito į martensitą. Palyginti su įprastais konstrukciniais plienais, formų plienas pasižymi šiomis svarbiomis savybėmis:
Keli legiravimo elementų vaidmenys:
Chromas (Cr): kiekis paprastai svyruoja nuo 3 iki 12%, žymiai pagerina kietėjimą ir atsparumą korozijai.
Molibdenas (Mo), vanadis (V): sudaro MC{0}} tipo karbidus, sustiprinančius antrinį kietėjimo poveikį.
Volframas (W): padidina šiluminį stabilumą ir raudoną-kietumą, tinka karštoms -darbo formoms.
Silicis (Si): pagerina grūdinimo stabilumą ir atsparumą oksidacijai.
Kritinių temperatūrų specifiškumas:
Paprastai naudojamo liejimo plieno Ac1 temperatūra paprastai yra aukštesnė nei įprasto anglinio plieno. Pavyzdžiui, H13 plieno Ac1 yra 850–860 laipsnių, o P20 plieno – 715–730 laipsnių. Ši charakteristika reikalauja tikslesnės temperatūros kontrolės, nes nuokrypiai, viršijantys ±10 laipsnių, gali sukelti nenormalias mikrostruktūras.
1.2 Mokslas apie gesinimo terpės pasirinkimą
Vandens{0}}pagrįstos medijos sistemos:
Tradicinis sūrymas: NaCl kiekis 5-10%, aušinimo greitis gali viršyti 200 laipsnių per sekundę.
Polimeriniai tirpalai: PAG{0}}tipo koncentracija kontroliuojama 8–15 %, todėl pasiekiamos idealios aušinimo savybės dėl atvirkštinio tirpumo.
Nanoskysčiai: Nanodalelių pridėjimas gali pagerinti šilumos perdavimo efektyvumą 30-50%.
Naftos{0}}medijos sistemos:
Greitai gesinami aliejai: Maksimalus aušinimo greitis 80-100 laipsnių per sekundę.
Temperavimo alyvos: pasižymi lėtu aušinimo charakteristikomis 150–300 laipsnių diapazone.
Vakuuminiai gesinimo aliejai: žemas sočiųjų garų slėgis, tinka vakuuminei aplinkai.
Dujų medijos technologija:
Azoto gesinimas: 2-10 barų slėgio diapazonas, reguliuojamas aušinimo pajėgumas.
Helio gesinimas: aušinimo efektyvumas yra 2–3 kartus didesnis nei azoto.
Sudėtinės dujos: Pasiekite laipsnišką aušinimą optimizuotu maišymo santykiu.
2 skyrius: Pagrindiniai proceso valdymo taškai gesinant pelėsius
2.1 Tikslus šildymo proceso valdymas
Išankstinio šildymo sistemos sukūrimas:
Sudėtingose formose turi būti taikomas kelių{0}}pakopų pakaitinimo procesas:
Kontroliuojama atmosfera:
Endoterminė atmosfera: Rasos taškas kontroliuojamas nuo -5 iki -15 laipsnių.
Azoto{0}}atmosfera: azoto grynumas didesnis arba lygus 99,995 %, deguonies kiekis<10 ppm.
Vakuuminė aplinka: slėgis mažesnis arba lygus 0,1 Pa, užkertant kelią oksidacijai ir dekarbonizacijai.
2.2 Gesinimo aušinimo optimizavimo strategijos
Zoninis aušinimo greičio valdymas:
Virš Ms taško naudokite greitą aušinimą, kad išvengtumėte perlitinės transformacijos; valdykite aušinimo greitį žemiau Ms taško, kad sumažintumėte transformacinius įtempius. Išplėstinis kompiuterinis modeliavimas rodo, kad optimali aušinimo kreivė turėtų atitikti:
Above 650°C: Cooling speed >30 laipsnių /s
650-400°C: Cooling speed >10 laipsnių /s
Žemiau 400 laipsnių: aušinimo greitis<5°C/s
Deformacijos kontrolės metodai:
Išankstinis aušinimas Gesinimas: prieš panardinant atvėsinkite oru iki 50 laipsnių žemiau Ar1.
Temperavimas (pertrauktas gesinimas): laikykite virš Ms taško, kad išlygintumėte temperatūrą.
Preso gesinimas: valdykite deformaciją naudodami pelėsių apribojimus.
2.3 Specialių formų gesinimo procesai
Didelių formų terminio apdorojimo iššūkiai:
Formos, kurių skerspjūvio storis{0}}viršija 300 mm, susiduria su kietėjimo problemomis. Imkitės šių priemonių:
Prailginti laikymo laiką: Apskaičiuota 1,2-1,5 min/mm.
Naudokite kintamą vandens{0}}oro aušinimą.
Įdiekite po{0}}aušinimo procesą: iš karto po aušinimo atliekamas kriogeninis apdorojimas.
Tiksliųjų formų matmenų valdymas:
Formoms, kurioms reikalingas ±0,05 mm tikslumas, reikia:
Druskos vonios šildymas vienodumui užtikrinti.
Specializuotų įtaisų naudojimas deformacijai kontroliuoti.
Senėjimo gydymo įgyvendinimas, siekiant pašalinti liekamuosius įtempius.
3 skyrius: Kokybės kontrolės ir tikrinimo technologija
3.1 Proceso stebėjimo sistema
Temperatūros stebėjimo tinklas:
Padėkite termoporas kritinėse formos vietose, kad sukurtumėte temperatūros lauko pasiskirstymo žemėlapį. Didelėse formose turi būti bent 6–12 temperatūros matavimo taškų, kad būtų užtikrintas temperatūros vienodumas ±8 laipsnių ribose.
Aušinimo charakteristikų bandymas:
Norėdami patikrinti gesinimo terpės aušinimo kreivę, naudokite ISO 9950 standartą. Pagrindiniai parametrai apima:
Maksimalus aušinimo greitis: atspindi terpės gesinimo intensyvumą.
Būdinga temperatūra: garų plėvelės plyšimo temperatūra.
Aušinimo greitis esant 300 laipsnių: Įtakoja martensitinę transformaciją.
3.2 Kokybės tikrinimo standartai
Tinklelis{0}}pagrįstas kietumo bandymas:
Sukurkite testavimo tinklelį, pagrįstą formos matmenimis, 50–100 mm atstumu. Paviršiaus kietumo nuokrypis turi būti kontroliuojamas ±2 HRC. Kritinių formų atveju taip pat reikia išbandyti kietumo gradientus 3–5 gylyje.
Mikrostruktūros įvertinimas:
Įvertinkite grūdelių dydį pagal ASTM E112. Grūdinto plieno formos grūdeliai turi būti 8 ar smulkesni. Martensito įvertinimas turėtų būti įvertintas pagal SEP 1614 standartą, reikalaujant, kad būtų mažesnis arba lygus 3 laipsniui.
Išsamus{0}}neardomasis bandymas:
Ultragarsinis testavimas: aptikti vidinius defektus.
Magnetinių dalelių bandymas: aptikti paviršiaus įtrūkimus.
Skysčio prasiskverbimo bandymas: patikrinkite paviršiaus vientisumą.
Išvada: Neišvengiama technologijų plėtros tendencija
Pelėsių gesinimo technologija tobulėja siekiant tikslumo, intelektualumo ir aplinkos tausojimo. Sukūrus visapusišką proceso valdymo sistemą ir kokybės užtikrinimo priemones, pelėsių gesinimo kvalifikacinis rodiklis gali būti padidintas nuo tradicinių 85% iki daugiau nei 98%. 2 dalyje gilinsimės į pažangias gesinimo technologijas, analizę ir dažniausiai pasitaikančių defektų sprendimus bei ateities technologijų tendencijas.
