Parte 1 Design Racional
O molde é projetado principalmente de acordo com os requisitos de uso, e sua estrutura às vezes não pode ser completamente razoável e uniformemente simétrica. Isso exige que o projetista tome algumas medidas eficazes ao projetar o molde sem afetar seu desempenho, além de se concentrar no processo de fabricação, na racionalidade da estrutura e na simetria da forma geométrica.
(1) Tente evitar cantos vivos e seções com grandes diferenças de espessura
Deve haver uma transição suave na junção das seções grossas e finas do molde. Isso pode reduzir efetivamente a diferença de temperatura na seção transversal do molde, reduzir o estresse térmico e, ao mesmo tempo, reduzir a não simultaneidade da transformação do tecido na seção transversal, reduzindo o estresse do tecido. A Figura 1 mostra que o molde adota filetes de transição e cones de transição.
(2) Aumentar adequadamente os furos do processo
Para alguns moldes que não podem garantir uma seção transversal uniforme e simétrica, é necessário mudar o furo não passante para um furo passante ou aumentar alguns furos de processo adequadamente sem afetar o desempenho.
A Figura 2a mostra uma matriz com cavidade estreita, que será deformada, como mostrado pela linha pontilhada, após a têmpera. Se dois furos de processo puderem ser adicionados ao projeto (como mostrado na Figura 2b), a diferença de temperatura da seção transversal durante o processo de têmpera é reduzida, o estresse térmico é reduzido e a deformação é significativamente melhorada.
(3) Utilizar estruturas fechadas e simétricas tanto quanto possível
Quando o formato do molde é aberto ou assimétrico, a distribuição de tensões após a têmpera é irregular e a deformação é fácil. Portanto, para moldes de calha deformáveis em geral, o reforço deve ser feito antes da têmpera e, em seguida, cortado após a têmpera. A peça de trabalho da calha mostrada na Figura 3 foi originalmente deformada em R após a têmpera e reforçada (a parte hachurada na Figura 3), o que pode prevenir eficazmente a deformação por têmpera.
(4) Adote uma estrutura combinada, ou seja, faça um molde de desvio, separe os moldes superior e inferior do molde de desvio e separe a matriz e o punção
Para matrizes grandes com formato e tamanho complexos >400 mm e punções com espessura pequena e comprimento longo, é melhor adotar uma estrutura combinada, simplificando o complexo, reduzindo o grande para o pequeno e alterando a superfície interna do molde para a superfície externa, o que não é apenas conveniente para o processamento de aquecimento e resfriamento.
Ao projetar uma estrutura combinada, ela geralmente deve ser decomposta de acordo com os seguintes princípios, sem afetar a precisão do ajuste:
- Ajuste a espessura de modo que a seção transversal do molde com seções transversais muito diferentes fique basicamente uniforme após a decomposição.
- Decompõe-se em locais onde é fácil gerar estresse, dispersa seu estresse e previne rachaduras.
- Coopere com o furo do processo para tornar a estrutura simétrica.
- É conveniente para processamento a frio e a quente e fácil de montar.
- O mais importante é garantir a usabilidade.
Como mostrado na Figura 4, trata-se de uma matriz grande. Se a estrutura integral for adotada, não apenas o tratamento térmico será difícil, mas também a cavidade contrairá de forma inconsistente após a têmpera, causando irregularidades e distorções planas na aresta de corte, o que será difícil de corrigir no processamento subsequente. Portanto, uma estrutura combinada pode ser adotada. De acordo com a linha pontilhada na Figura 4, ela é dividida em quatro partes e, após o tratamento térmico, elas são montadas e conformadas, e então retificadas e combinadas. Isso não apenas simplifica o tratamento térmico, mas também resolve o problema de deformação.
Parte 2 Seleção correta do material
A deformação e a fissuração causadas pelo tratamento térmico estão intimamente relacionadas ao aço utilizado e à sua qualidade, portanto, devem ser baseadas nos requisitos de desempenho do molde. A seleção razoável do aço deve levar em consideração a precisão, a estrutura e o tamanho do molde, bem como a natureza, a quantidade e os métodos de processamento dos objetos processados. Se o molde geral não apresentar requisitos de deformação e precisão, o aço carbono para ferramentas pode ser usado para reduzir custos; para peças facilmente deformadas e fissuradas, pode-se usar aço-ferramenta de liga com maior resistência e menor velocidade crítica de têmpera e resfriamento; por exemplo, uma matriz de componente eletrônico originalmente usava aço T10A, que apresentava grande deformação e fácil fissuração após têmpera em água e resfriamento a óleo, e a cavidade de têmpera em banho alcalino não é fácil de endurecer. Atualmente, utiliza-se aço 9Mn2V ou aço CrWMn, cuja dureza e deformação de têmpera atendem aos requisitos.
Observa-se que, quando a deformação do molde de aço carbono não atende aos requisitos, ainda é economicamente viável utilizar aços-liga, como aço 9Mn2V ou aço CrWMn. Embora o custo do material seja ligeiramente mais alto, o problema de deformação e trincas é resolvido.
Ao selecionar os materiais corretamente, também é necessário fortalecer a inspeção e o gerenciamento das matérias-primas para evitar rachaduras no tratamento térmico do molde devido a defeitos na matéria-prima.
Editado por May Jiang da MAT Aluminum
Horário da publicação: 16 de setembro de 2023
