热作模具的选材及 H_(13)钢的应用

一、热作模具的失效形式及对模具材料的要求热作模有热锻模、压铸模、热冲模和热挤压模。在国内主要选用3Cr2W8V钢(相当于美国的H21钢),而且沿用了二、三十年。除锤上模锻外,大量的热锻模是安装在摩擦压力机和曲柄压力机上使用。这类模具的主要失效形式有三种:即由于高温金属的塑性流动导致模腔的热磨损;模具在使用过程中,在机械应力和高温作用下,模腔因塑性变形丧失精度而失效;三是模腔在承受冲击负载条件下,在尚未磨损或塑性变形失精     

气缸套铸造模断裂失效的原因分析与防止措施

分析了气缸套铸造模断裂失效的原因,同时从模具材料、热处理工艺、模具结构、模具制造质量、模具使用等因素分析了对模具断裂失效的影响,并提出了相应的防止措施。     

铸造热锻模具的应用及失效分析

用新型铸造热锻模具钢和负压成型法制成半轴法兰模、护刃器模、连杆模和五速齿轮模,并进行了现场应用,铸造热锻模具断裂失效分析,测试了各模具的HRC、αK、K1C,探讨了影响铸造热锻模具早期断裂失效的关键性能指标。     

爪极热锻模具失效机理的数值模拟与实验研究

针对爪极热锻模具寿命低、耗费大的问题,对热锻成形过程进行金属变形、温度以及模具应力和磨损等有限元分析。为验证有限元分析结果,对实际失效热锻模具进行微观组织和力学性能实验分析。有限元预测的模具受力、磨损和温度与实验结果吻合较好,共同揭示了上模因应力集中开裂失效、下模因磨损和高温软化导致塑性变形失效的机理。     

注射模斜顶受力分析

通过简化注射模斜顶结构受力状况,从摩擦力自锁和挠度变形两个方面进行理论分析,试图从理论上论证斜顶顶出角度限制的原理,找出导致斜顶失效的主要原因,从而在模具设计时可以尽可能减少或避免斜顶功能失效的风险,并能有效降低试模和改模成本,提高模具使用寿命,减少模具维护成本。     

新型复合SPD模具应力有限元分析及结构优化

采用商用有限元软件DEFORM-3D对复合SPD (大塑性变形)新工艺——等通道球形转角膨胀挤压(ECAEE-SC)变形过程及模具应力进行了数值模拟。通过变形过程与模具应力分析,综合考虑实际模具结构、模具工作条件等因素,对模具进行了失效分析。结果表明,竖直通道与球形转角过渡圆角处应力集中最显著,与实际上半凹模裂纹源位置一致;凸模头部应力集中及偏载导致未约束的尾部发生失稳,两者都与竖直通道内坯料受反向膨胀力而发生镦粗变形有关。另外,涂覆润滑剂产生的冷热循环热应力也是导致模具早期失效的一个原因。采用预应力组合凹模和凹槽过盈卡配凸模,可以有效解决模具早期失效的问题。     

模具制造过程中的失效分析

介绍了模具在制造过程中失效的一些原因，并以热锻模淬火断裂、Cr12钢冷作模具断裂和CrWMn钢模具炸裂等失效案例为重点，详细分析讨论了其失效的热处理原因和改进措施。     

模具的磨粒磨损

0 引言 磨损是冷作模具,如拉伸,冲切,挤压等模具及许多塑料模具的常见的失效机制,但在热作模中,如热锻模,温锻模,铝挤出模等,也会发生这种失效。大多数模具用户认为:磨损似乎是一个自然的、不可避免的问题。这种看法当然是不准确的,因为对于一定的使用条件,选择正确的模具材料将可大大延长模具的使用寿命。     

不锈钢锁紧件冲侧孔模设计

通过分析锁紧件材料由冷轧优质碳素结构钢更换为不锈钢后对侧孔冲模的影响,研究得出其失效原因,并针对失效原因改进模具斜楔及冲孔凸模结构,合模时斜楔提供冲裁力,开模时斜楔提供卸料力,设计满足模具结构的零件成形要求。     

气门热锻模具应变疲劳寿命分析

针对气门热锻模具的早期疲劳失效,结合MSC.Marc和MSC.Fatigue数值模拟软件对气门热锻模具的成形过程进行热机耦合模拟,并进行热作模具钢H13(4Cr5MoSiV1)凹模的疲劳仿真与低周疲劳寿命预测。对凹模在热锻过程中的温度分布、等效热应变分布、应变-寿命曲线、周期性变化的节点等效应力等因素进行模拟分析,最终获得了凹模的疲劳寿命分布云图。研究结果表明:最先发生失效的位置在凹模R根部区域,寿命仅1460次,与实际生产情况中模具的失效位置及寿命值相符合,实现了气门热锻模具的疲劳寿命模拟预测。     

提高冲裁模具使用寿命的途径与分析

对影响冲裁模使用寿命的各种因素分为模具技术状况与工作环境进行了概括，并就其中一些环节进行了分析，提出了提高模具使用寿命应采取的一些技术措施，特别是模具使用与维护时应注意的一些问题。     

端子模跳屑原因分析及解决措施

分析了端子模跳屑产生的不同原因，归纳总结了各种解决措施的优缺点，以及各自的应用场合。对端子模设计、制造有较强的指导意义。     

3Cr2W8V钢模具离子镀TiN

用多弧离子镀在３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢热镦上沉积ＴｉＮ，测定涂层与基体的结合力，试验表明，ＴｉＮ涂层模具表层不出现热模具通常存在的低硬度层，ＴｉＮ涂层硬度高，摩擦系数小，与基体结构力强，抗热疲劳和热磨损性能好。     

伺服式热模锻压力机关键技术的探讨

在分析传统热模锻压力机的基础上阐述了伺服式热模锻压力机的优点。伺服式热模锻压力机的关键技术包括驱动电机、工作机构和传动方案等。在驱动电机方面,分析了交流异步电机、变频调速电机、开关磁阻电机和交流伺服电机在伺服式热模锻压力机上应用的合理性。在工作机构方面,提出了将肘杆机构应用于热模锻压力机的新方法。在传动方案方面,对多电机驱动、多齿轮分散传动和多套传动机构同步方案进行了研究。最后对伺服式热模锻压力机的关键技术进行了总结。     

Study on Design Techniques of a Long Life Hot Forging Die with Multi-Materials

A new design technique for the long life hot forging die has been proposed. By finite element analysis, the reason for the failure of hot forging die was analyzed and it was concluded that thermal stress is the main reason for the failure of hot forging die. Based on this conclusion, the whole hot forging die was divided into the substrate part and the heat-resistant part according to the thermal stress distribution. Moreover, the heat-resistant part was further subdivided into more zones and the material of each zone was reasonably selected to ensure that the hot forging die can work in an elastic state. When compared with the existing techniques, this design can greatly increase the service life because the use of multi-materials can alleviate the thermal stress in hot forging die.     

热作模具修复层表面滚压加工研究进展

热作模具因工作环境恶劣,在服役过程中易出现失效,造成资源浪费和成本升高。热作模具修复工艺可以延长其使用寿命、提高生产效率,修复层需经加工才能在表面质量和尺寸精度上满足使用要求。滚压加工是一种经济高效的光整强化工艺,通过滚压工艺可以提高热作模具修复层力学性能和使用性能,对热作模具修复层滚压加工的研究逐渐成为当前的研究热点。介绍了热作模具常见的失效形式和性能要求,从修复预处理、修复方法、修复后处理三方面概述了热作模具修复工艺研究现状,综述了修复层滚压加工研究现状,分析了传统滚压存在的问题,对滚压工艺的发展和热作模具超声滚压研究进展进行了介绍。在此基础上,对热作模具修复层的超声滚压加工研究进行了展望。     

热锻模具材料理想结构及其制造方法初探

通过对热锻模的影响因素进行分析,提出热锻模材料的理想结构应包含基体区、工作区、过渡区3个部分.在普通热作模具钢表面用等离子弧喷涂优质耐热、耐磨的热作模具钢涂层,然后用电子束熔凝处理,使模具钢与涂层形成全面的冶金结合.采用这种先"喷"后"熔"的方式形成的热锻模材料理想结构将能大大提高其使用寿命.     

B2钢（4Cr2MoVNi）在热挤压模具上的应用

阐述了热挤压模具的失效形式，确定热挤压模具应具备的材料特性，根据汽车轮毂轴管热挤压工艺特点和B2钢（4Cr2MoVNi）同5CrMnMo材料特性对比，最终得出B2钢在热硬性、热韧性、高温热稳定性等方面远远高出5CrMnMo，热挤压模具采用B2钢寿命高出5CrMnMo十倍以上。     

功能梯度表面涂层热锻模的仿真设计与分析

针对热锻模损伤主要发生在模具表面的情况,构想使用梯度功能材料对均质材料制造的热锻模进行表面处理,阐述了梯度材料锻模表面涂层的设计方法,建立了基于Deform软件的热锻成形有限元模型,分析对比了均质热锻模与梯度材料表面涂层热锻模在锻造生产后的温度场和应力场,从而论证了在热锻模表面进行梯度材料表面复合涂层处理的优越性。     

热交换平衡法确定热模锻中模具的温度场

应用有限元软件Msc．Marc_AutoForge对圆柱体的热模锻过程进行模拟，得到了模具的瞬态温度场。在多次热模锻过程的求解中，提出热交换平衡法计算出每次模锻过程的模具冷却时间，并求出20次热模锻过程中模具的温度场进行对比，为进一步对模具进行热力耦合分析提供了新思路。