硬质合金的预应力套处理求助

锋王 · 发表于 2013-2-5 21:29:20

我们的合金模具外面都有一个圆环形的应力套，淬火后使用，硬度基本都在45-52度，常用材料H13、65Mn、5CrMnMo等，内孔有锥度，使用油压机把合金块压进去，这些套经常会发生爆裂，求解决方案。

upposition · 发表于 2013-2-5 22:08:50

建议使用热套工艺

锋王 · 发表于 2013-2-5 22:15:31

upposition 发表于 2013-2-5 22:08

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建议使用热套工艺

“热套工艺”？就是加热后下套么？那不就退火了么？据说这个温度很重要的，应该多高啊？

upposition · 发表于 2013-2-5 22:18:04

锋王发表于 2013-2-5 22:15

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“热套工艺”？就是加热后下套么？那不就退火了么？据说这个温度很重要的，应该多高啊？ ...

对就是热胀冷缩的道理。具体多少温度你可以查一下资料。

锋王 · 发表于 2013-2-5 22:21:41

upposition 发表于 2013-2-5 22:18

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对就是热胀冷缩的道理。具体多少温度你可以查一下资料。

谢谢，但这不会退火了吧？但就怕抱紧力不够。

upposition · 发表于 2013-2-5 22:24:42

锋王发表于 2013-2-5 22:21

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谢谢，但这不会退火了吧？但就怕抱紧力不够。

对你的产品不熟，不知道你们的工艺流程

upposition · 发表于 2013-2-5 22:32:07

淬火后，你们为什么不回火?

锋王 · 发表于 2013-2-5 22:32:20

upposition 发表于 2013-2-5 22:24

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对你的产品不熟，不知道你们的工艺流程

我们这类产品大都是钢管的拉拔模具，材料是硬质合金，性脆但耐磨，使用时外面多镶嵌一个外套给予这个硬质合金模预加压应力，这个力量足可以使合金模内孔缩小近1mm的直径！这个外套就是我说的这个零件，形状就是一个圆套，用油压机把硬质合金模压进去，这个压力可以达到600吨。

锋王 · 发表于 2013-2-5 22:33:55

圆钢——下料——锻打——退火——粗车——热处理淬火——精车——压入

锋王 · 发表于 2013-2-5 22:36:48

upposition 发表于 2013-2-5 22:32

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淬火后，你们为什么不回火?

回火的，那是热处理厂干的

upposition · 发表于 2013-2-5 22:45:59

锋王发表于 2013-2-5 22:36

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回火的，那是热处理厂干的

明白了，工序中的热处理淬火包括淬火+低温回火。
如果采用热套工艺的话，只要热套时的加热温度低于低温回火的温度，不会对你的表面硬度产生影响

锋王 · 发表于 2013-2-5 22:56:26

upposition 发表于 2013-2-5 22:45

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明白了，工序中的热处理淬火包括淬火+低温回火。
如果采用热套工艺的话，只要热套时的加热温度低于低温回 ...

刚刚问过了，不是低温，好几百度呢。
没用查到你说的那个下套的温度，有说800多度的。

upposition · 发表于 2013-2-5 23:07:50

锋王发表于 2013-2-5 22:56

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刚刚问过了，不是低温，好几百度呢。
没用查到你说的那个下套的温度，有说800多度的。 ...

好久没做了，记得热套温度根据过盈量计算出来的，你查查自己算算看

qibao9891 · 发表于 2013-2-5 23:09:36

本帖最后由 qibao9891 于 2013-2-6 23:50 编辑

第一，不能用热套。热套会损失预应力，普通的加强圈还行，预应力套就免了吧。
第二，预应力套硬度不对。预应力套硬度超过HRC50，会发生延迟破裂；预应力套硬度低，屈服强度低容易损失预应力。基本在48~50HRC。还要保证此硬度的回火温度不在第一类和第二类回火脆性区。
第三，预应力套破裂有很多的原因，不能一根筋的怪罪热处理。尤其是没有失效分析的前提下。

看楼主提供的工艺路线，精车通常是难以保证精度的，这点上很容易出问题。
楼主先提供一下预应力圈和凹模的过盈量。

锋王 · 发表于 2013-2-5 23:14:32

qibao9891 发表于 2013-2-5 23:09

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打住，打住。前面的都不算，从头来。

第一，不能用热套。热套会损失预应力，普通的加强圈还行，预应力套就 ...

套内径80-160毫米的过盈量在1.0-1.2毫米。

upposition · 发表于 2013-2-5 23:22:07

锋王发表于 2013-2-5 23:14

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套内径80-160毫米的过盈量在1.0-1.2毫米。

来了一个真专家，我也来学习一下。
不能给你帮上忙，很抱歉。

锋王 · 发表于 2013-2-5 23:25:01

upposition 发表于 2013-2-5 23:22

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来了一个真专家，我也来学习一下。
不能给你帮上忙，很抱歉。

很感谢您的支持与帮助，再一次表示感谢。

qibao9891 · 发表于 2013-2-5 23:26:15

本帖最后由 qibao9891 于 2013-2-6 23:49 编辑

锋王发表于 2013-2-5 23:14

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套内径80-160毫米的过盈量在1.0-1.2毫米。

套内径小的过盈量偏大了。
按照前苏联的设计风格，过盈量在套内径的1.5%左右，按这个来说的话，这个过盈量是不大的。但要忍受经常压裂。因为它设计本身有缺陷。

现在主流的是日本的设计风格，过盈量在套内径的0.85%，然后根据套壁厚有浮动。套越厚（内外径差越大），这个系数越小。
80*0.85%=0.68mm
160*0.85%=1.35mm

Jasen · 发表于 2013-2-5 23:28:18

upposition 发表于 2013-2-5 23:22

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来了一个真专家，我也来学习一下。
不能给你帮上忙，很抱歉。

乐于助人的精神同样值得赞扬！

锋王 · 发表于 2013-2-5 23:30:03

qibao9891 发表于 2013-2-5 23:26

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套内径小的过盈量偏大了。
按照前苏联的设计风格，过盈量在套内径的1.5%左右，按这个来说的话，这个过盈 ...

这样做的话就不用加热的办法了吧？
过盈量小的话怕使用的时候硬质合金块爆裂的。

qibao9891 · 发表于 2013-2-5 23:30:21

还有这个精车，要非常注意，它的工艺保证能力是不足的。需要很精细的操作。
有条件最好是磨内孔。

锋王 · 发表于 2013-2-5 23:37:15

qibao9891 发表于 2013-2-5 23:30

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还有这个精车，要非常注意，它的工艺保证能力是不足的。需要很精细的操作。
有条件最好是磨内孔。 ...

内孔是有锥度的。
这一点可以改进，预压力的大小可以计算么？老师

qibao9891 · 发表于 2013-2-5 23:45:51

本帖最后由 qibao9891 于 2013-2-5 23:59 编辑

锋王发表于 2013-2-5 23:30

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这样做的话就不用加热的办法了吧？
过盈量小的话怕使用的时候硬质合金块爆裂的。 ...

推导出这个过盈量的前提是硬质合金不受拉应力。
也就是说外面的套不破，硬质合金不破。
如果套还没破，硬质合金碎了，要考虑其它原因。
比如套内孔加工精度差、锥度误差大不符形、直线度差、圆度差等等一系列的问题造成的预应力不均匀。
还要注意一些其它的问题，这贴我们仅讨论了过盈量的问题，还有其它比如说内腔和套外圆的直径比、套内径和套外径的直径比，这些都有要求的。现在的讨论是假定这些都符合某些条件。

注意这个0.85%上下都有浮动，具体公式可以查相关资料，我记不清的。
这只是简化计算，如有特殊设计要求，可以根据要求的强度条件用微积分推导计算。

最后还要加上一句：
个人愚见。

锋王 · 发表于 2013-2-5 23:56:03

qibao9891 发表于 2013-2-5 23:45

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推导出这个过盈量的前提是硬质合金不受拉应力。
也就是说外面的套不破，硬质合金不破。
如果套还没破，硬 ...

这么复杂啊？那我还得恶补一下了，估计今晚又是个不眠之夜了。
谢谢老师！这个爆裂的发生也会跟热处理有关吧？上周处理了16个，爆了3个呢

Jasen · 发表于 2013-2-6 00:05:54

锋王发表于 2013-2-5 23:56

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这么复杂啊？那我还得恶补一下了，估计今晚又是个不眠之夜了。
谢谢老师！这个爆裂的发生也会跟热处理有 ...

锋王，您好
欢迎贴看到您的回复后，特意帮您请来的热处理之家顶级专家解答您的问题，今天已经很晚了，专家也要休息了，建议明天再继续交流如何？
感谢您对热处理之家的支持！

qibao9891 · 发表于 2013-2-6 00:07:13

本帖最后由 qibao9891 于 2013-2-6 00:09 编辑

影响因素是很多的，热处理因素也要考虑进去。
热处理特别注意怎么避开回火脆性区，查一下相关的曲线，权衡利弊，避开低值。

你的头像很阳光。奋斗吧！也许很快我就要向你请教了！

多看一些资料，不同的书上多少有点出入，但大都能用。可以先从简化计算入手，然后再仔细研究。

锋王 · 发表于 2013-2-6 00:11:05

qibao9891 发表于 2013-2-6 00:07

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影响因素是很多的，热处理因素也要考虑进去。
热处理特别注意怎么避开回火脆性区，查一下相关的曲线，权衡 ...

谢谢专家老师，水平太高了！
我先去恶补了哦，明天再向您请教。

锋王 · 发表于 2013-2-6 00:13:21

jasen 发表于 2013-2-6 00:05

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锋王，您好
欢迎贴看到您的回复后，特意帮您请来的热处理之家顶级专家解答您的问题，今天已经很晚了，专 ...

谢谢老师，感谢您的支持！
您的工作就是这样介绍、引导么？难怪您是版主。还有很多问题需要请教各位呢，先谢谢了！

Jasen · 发表于 2013-2-6 00:16:23

锋王发表于 2013-2-6 00:13

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谢谢老师，感谢您的支持！
您的工作就是这样介绍、引导么？难怪您是版主。还有很多问题需要请教各位呢， ...

不客气，谢谢您对之家的支持！
你的问题非本人专业，所以只能请相关专家来帮忙。欢迎您来热处理之家参与技术交流和对之家的支持。

锋王 · 发表于 2013-2-6 00:19:44

jasen 发表于 2013-2-6 00:16

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不客气，谢谢您对之家的支持！
你的问题非本人专业，所以只能请相关专家来帮忙。欢迎您来热处理之家参与 ...

您太热情了，只要不付费就行，问题多着呢，估计出版一本“十万个为什么？”都差不多的。

Jasen · 发表于 2013-2-6 00:23:51

本帖最后由 jasen 于 2013-2-6 00:28 编辑

锋王发表于 2013-2-6 00:19

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您太热情了，只要不付费就行，问题多着呢，估计出版一本“十万个为什么？”都差不多的。 ...

好啊，请常来参与交流！
有时与帖子相关专业的专家和会员可能不在线，或者未注意到您所发帖子，所以回复帖子可能不是很及时，请谅解！

搬运工 · 发表于 2013-2-6 18:52:25

选材依据？？？

锋王 · 发表于 2013-2-6 18:59:53

搬运工发表于 2013-2-6 18:52

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选材依据？？？

受力大的选H13，受力小的65Mn

搬运工 · 发表于 2013-2-6 19:20:40

锋王发表于 2013-2-6 18:59

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受力大的选H13，受力小的65Mn

这样的选材是否有依据？？？

锋王 · 发表于 2013-2-6 19:25:18

搬运工发表于 2013-2-6 19:20

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这样的选材是否有依据？？？

更详细的我就不清楚了，设计人员明白的，但我是外行。

落水残阳 · 发表于 2013-2-6 19:28:40

锋王发表于 2013-2-6 19:25

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更详细的我就不清楚了，设计人员明白的，但我是外行。

也许这个选材，也是查手册出来的。不是从失效模式出发的

锋王 · 发表于 2013-2-6 19:32:14

落水残阳发表于 2013-2-6 19:28

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也许这个选材，也是查手册出来的。不是从失效模式出发的

哪种材料都有在不同阶段爆裂的，分不出哪个强哪个弱的

qibao9891 · 发表于 2013-2-7 09:13:05

本帖最后由 qibao9891 于 2013-2-7 13:11 编辑

选材的确有偏颇。

钢的杨氏模量都差不多，屈服强度越高，意味着在产生显著塑性变形（甚至被拉断）之前，可以产生更大的弹性变形。而更大的弹性变形，在预应力圈上意味着更大的过盈量或者是预应力。或者说，在同样的过盈量下，更小的破损率。
预应力圈希望获得的强度，是在整个截面上，所以淬透性一定要好。要不心部的性能会拉低整体性能。
由此看来，预应力圈的选材和热处理，实际上和大截面积弹簧的选材和热处理非常相似。都要求有高的屈服强度、屈强比，良好的淬透性，一定的塑、韧性。
也可以把预应力圈理解为一个大截面的弹簧。

65Mn的屈服强度说的过去，但它输在淬透性差上。截面积一大，心部淬不透，整体性能就差很多。受这个限制，65Mn的圈有效厚度要小才行，大预应力圈要分层来做。
H13的淬透性说的过去，但它屈服强度不高，材料还很昂贵。它比较突出的是“高”温下的屈服强度，比较适于用于温挤和热挤的预应力圈。用于冷挤，实在是暴殄天物。

我这一说，相信不仅是楼上的专家，就是楼主也能举出很多既价廉又实用的材料。我就不多嘴了。

个人愚见。

shaod · 发表于 2013-2-7 22:30:45

qibao9891 发表于 2013-2-7 09:13

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选材的确有偏颇。

钢的杨氏模量都差不多，屈服强度越高，意味着在产生显著塑性变形（甚至被拉断）之前，可 ...

纤维组织的影响很大，使用时达到70%屈服强度时的受力就比较不错了。

锋王 · 发表于 2013-2-8 21:02:05

就是考虑到这诸多因素的影响我们该怎样去做呢，硬度合格且不爆裂就OK。

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