影響五(wǔ)金衝(chōng)壓模具變形與(yǔ)開裂(liè)的原因是多(duō)方麵的,主要與原始組織、鋼材的化學成(chéng)分、零件的結構形(xíng)狀及截麵尺寸、熱處理工藝等(děng)因素有關(guān)。開裂往往是可以預防的,但是熱處理變形總是難以避免(miǎn)的。
在實踐中,截麵尺寸的差異、衝壓模具零(líng)件的結構形狀、熱處理(加熱—保溫—冷卻)過程中因加熱與冷卻的速率(lǜ)不同,在熱應力、組織(zhī)應力及(jí)相變體積變(biàn)化的綜合(hé)作用下,引起零(líng)件體積膨脹或收縮,從而使尺寸與形(xíng)狀發生偏差、變形,甚至造成開裂。
一、預備熱處(chù)理
對於共析鋼的衝壓模具鍛件,應先進(jìn)行正(zhèng)火處理,然後進(jìn)行球化退火,以消(xiāo)除(chú)鍛件內(nèi)網狀二(èr)次滲碳體,細化晶粒,消除內(nèi)應力,並為後續(或(huò)終(zhōng))熱處理(lǐ)作好組織準備。衝壓凹模零(líng)件(jiàn)淬火前,應先進行低溫回火(huǒ)(穩定化處理)。對一(yī)些形狀較(jiào)為複雜、精度要求(qiú)高的凹模,在(zài)粗加工後精加工前,應先(xiān)進行調質(zhì)處理,以(yǐ)減少淬(cuì)火變(biàn)形,盡量避免開裂傾向,並為終熱處理作好(hǎo)組織準(zhǔn)備。
二、優化淬火、回(huí)火處理工藝
1.回火處理的控製
模(mó)具零件從冷(lěng)卻劑中取(qǔ)出後,不宜在空氣中停留較長時間,應及時放入回火爐中進行(háng)回火處理。回火處理時,應(yīng)避免低溫回火脆性和高溫回火脆性。對於一些精度要(yào)求的模具零件,淬火後采用多(duō)次(cì)回火處理(lǐ),以消除內應力,減小變形,避免開裂傾向。
2.淬火零件的防護
淬火、回火處理是影響衝壓模具零(líng)件熱處理變形或開裂的重要環節(jiē)。對於淬火重要的模具零件(如凸模、凹模)易發生變形或開裂的部位,應采取有效的防護措施(shī),力求使(shǐ)零件的形狀與截麵對稱,內應力均(jun1)衡。常用的防護方法如下:a.捆包法;b.填充法;c.堵(dǔ)塞法。
3.加熱(rè)溫度(dù)的確定
淬火加熱溫(wēn)度過(guò)高,使得奧氏(shì)體晶粒粗大,且會造成氧化、脫碳現象,零件變形與(yǔ)開(kāi)裂的傾向增大。在規(guī)定的加熱溫度範圍內(nèi),淬火加熱溫度偏低則會造成零件內孔收縮,孔徑尺(chǐ)寸變小。故應(yīng)選用加熱溫度規範的上(shàng)限植;而對於合金鋼,加熱溫度偏高,則(zé)會引起內孔膨脹,孔徑尺寸變大,因此應選用加熱溫(wēn)度的下限值為宜。
4.加熱方式的改進
對於一(yī)些小(xiǎo)型的衝壓凸凹模或細長的圓柱形零件(如小衝頭),可事先預熱(rè)至520--580℃,然後放入中溫(wēn)鹽浴爐內加熱至淬火溫度,比直接使用電爐或反射爐加熱淬火零件變形明顯減小,且能控製開裂(liè)傾向。尤(yóu)其是高合金鋼模具零件,正確的加熱方式(shì)為:先預熱(溫度為530--560℃),然後升至淬火溫度。加熱過程中應盡量縮短高溫段時間,以減少淬火變形及避免小裂紋的生產。
5.冷卻劑(jì)的選擇
對於合金鋼而言,減小淬火變形的[敏感詞]方法是使用硝酸鉀和亞硝酸鈉熱浴的(de)等溫淬火或分級淬火,這種方法(fǎ)尤其適宜處理形狀複雜、尺寸(cùn)要求[敏感詞]的衝壓模。有些多孔模具零件(如多(duō)孔(kǒng)凹模),等溫淬火時(shí)間不宜過(guò)長,否則會引起孔徑或孔距變大。若利用油中冷卻收縮,以及硝酸鹽中冷卻膨脹的特征,合理應用雙介質淬火,可減小零件變形。
6.線切割(gē)前的淬火處理
對於一些線切割加工的衝壓模零(líng)件,線切割加工之前應采用分級淬火和多次回火(或高溫回火)熱處理工(gōng)藝,以提高零件的淬透性(xìng),並使其內應力(lì)分布趨於均勻,且處於(yú)較小內應力狀態(tài)。內應力越小,線切割後的變形和開裂的傾(qīng)向性就越小。
7.冷卻方式(shì)的優化
當零件從加熱爐中取出放入冷卻劑之前,應放置(zhì)在空氣中適當預冷,隨(suí)後放入(rù)冷卻劑中淬火,這是減小零件淬火(huǒ)變形及防止零件開裂(liè)傾向的有效方法之一。模具零件放入冷卻(què)劑後,應適當旋(xuán)轉,且旋轉方(fāng)向有所改變,這樣有利於零件部位保持均勻的冷卻速率,可明顯減小變形及防止開裂傾向