Parte 1 Diseño racional
El molde se diseña principalmente según los requisitos de uso, y su estructura a veces no es completamente razonable ni uniformemente simétrica. Esto requiere que el diseñador tome medidas efectivas al diseñar el molde sin afectar su rendimiento, y que preste atención al proceso de fabricación, la racionalidad de la estructura y la simetría de la forma geométrica.
(1) Intente evitar esquinas afiladas y secciones con grandes diferencias de espesor.
Debe existir una transición suave en la unión de las secciones gruesas y delgadas del molde. Esto permite reducir eficazmente la diferencia de temperatura en la sección transversal del molde, la tensión térmica y, al mismo tiempo, la no simultaneidad de la transformación del tejido en la sección transversal, así como la tensión del tejido. La figura 1 muestra que el molde adopta un filete y un cono de transición.
(2) Aumentar adecuadamente los agujeros del proceso.
Para algunos moldes que no pueden garantizar una sección transversal uniforme y simétrica, es necesario cambiar el orificio no pasante por un orificio pasante o aumentar algunos orificios de proceso de manera adecuada sin afectar el rendimiento.
La Figura 2a muestra una matriz con una cavidad estrecha, que se deformará, como se indica con la línea punteada, tras el temple. Si se añaden dos orificios de proceso al diseño (como se muestra en la Figura 2b), se reduce la diferencia de temperatura de la sección transversal durante el temple, la tensión térmica y la deformación.
(3) Utilice estructuras cerradas y simétricas tanto como sea posible.
Cuando la forma del molde es abierta o asimétrica, la distribución de tensiones tras el temple es desigual y se deforma con facilidad. Por lo tanto, en el caso de moldes de canaleta deformables de uso general, se debe reforzar antes del temple y cortarlo después. La pieza de canaleta que se muestra en la Figura 3 se deformó inicialmente en R tras el temple, y el refuerzo (la parte sombreada en la Figura 3) puede prevenir eficazmente la deformación por temple.
(4) Adoptar una estructura combinada, es decir, hacer un molde de desviación, separar los moldes superior e inferior del molde de desviación y separar la matriz y el punzón.
Para matrices grandes con formas complejas y tamaños >400 mm y punzones con espesores pequeños y longitudes largas, es mejor adoptar una estructura combinada, simplificando lo complejo, reduciendo lo grande a lo pequeño y cambiando la superficie interna del molde a la superficie externa, lo que no solo es conveniente para el procesamiento de calentamiento y enfriamiento.
Al diseñar una estructura combinada, generalmente debe descomponerse de acuerdo con los siguientes principios sin afectar la precisión del ajuste:
- Ajuste el espesor de modo que la sección transversal del molde con secciones transversales muy diferentes sea básicamente uniforme después de la descomposición.
- Se descompone en lugares donde es fácil generar tensión, dispersa dicha tensión y evita el agrietamiento.
- Coopere con el orificio del proceso para hacer que la estructura sea simétrica.
- Es conveniente para el procesamiento en frío y en caliente y fácil de montar.
- Lo más importante es garantizar la usabilidad.
Como se muestra en la Figura 4, se trata de una matriz grande. Si se adopta la estructura integral, no solo el tratamiento térmico será difícil, sino que la cavidad se contraerá irregularmente después del temple, e incluso causará irregularidades y distorsión del plano del filo, lo cual será difícil de corregir en el procesamiento posterior. Por lo tanto, se puede adoptar una estructura combinada. Según la línea punteada de la Figura 4, se divide en cuatro partes que, tras el tratamiento térmico, se ensamblan y conforman, y posteriormente se rectifican y emparejan. Esto no solo simplifica el tratamiento térmico, sino que también soluciona el problema de la deformación.
Parte 2 Selección correcta del material
La deformación y el agrietamiento durante el tratamiento térmico están estrechamente relacionados con el acero utilizado y su calidad, por lo que debe basarse en los requisitos de rendimiento del molde. Una selección razonable del acero debe considerar la precisión, la estructura y el tamaño del molde, así como la naturaleza, la cantidad y los métodos de procesamiento de los objetos procesados. Si el molde general no tiene requisitos de deformación ni precisión, se puede utilizar acero al carbono para herramientas para reducir costos; para piezas que se deforman y agrietan fácilmente, se puede utilizar acero aleado para herramientas con mayor resistencia y una velocidad crítica de temple y enfriamiento más lenta. Por ejemplo, una matriz de componentes electrónicos utilizaba originalmente acero T10A, que presentaba una gran deformación y era fácil de agrietar después del temple en agua y el enfriamiento en aceite, y la cavidad de temple en baño alcalino no es fácil de endurecer. Actualmente, se utiliza acero 9Mn₂V o acero CrWMn, cuya dureza de temple y deformación cumplen con los requisitos.
Se puede observar que, cuando la deformación del molde de acero al carbono no cumple con los requisitos, sigue siendo rentable utilizar aceros aleados como el acero 9Mn₂V o el acero CrWMn. Aunque el costo del material es ligeramente superior, se soluciona el problema de la deformación y el agrietamiento.
Además de seleccionar los materiales correctamente, también es necesario fortalecer la inspección y la gestión de las materias primas para evitar el agrietamiento del tratamiento térmico del molde debido a defectos de la materia prima.
Editado por May Jiang de MAT Aluminum
Hora de publicación: 16 de septiembre de 2023
