影響五金(jīn)衝壓模具(jù)變(biàn)形與開裂的原因是多方麵的,主要與原始組織、鋼材的化學成分、零件的結構(gòu)形狀(zhuàng)及截麵尺寸、熱處(chù)理工藝等因(yīn)素有關。開(kāi)裂往往是可以預防的,但是熱處理變形總(zǒng)是難以避免的。
在(zài)實踐中,截麵尺寸的差異、衝壓模具零件的結構(gòu)形狀、熱處理(加熱—保溫—冷卻)過程中因(yīn)加熱與冷卻的速率不同,在熱應力、組織應(yīng)力及相變(biàn)體積變化的(de)綜合作用下,引起零件體積膨脹或收縮,從而使尺寸與(yǔ)形狀發生偏差、變形,甚至造成開裂。
一、預備熱處理
對於共析鋼(gāng)的衝壓模具鍛件,應先進行正火處理,然後進行球化退火,以消除鍛件內網(wǎng)狀(zhuàng)二次滲碳體,細化晶粒,消除內應力,並為後續(或終(zhōng))熱處理作好組織準備。衝壓凹模零件(jiàn)淬火前,應先進行低溫回火(穩定化處理)。對一些形狀較為複雜、精度(dù)要(yào)求高的(de)凹模,在(zài)粗加工後精加工前,應先進行調(diào)質處理,以減少淬火變(biàn)形,盡量避免開(kāi)裂傾向,並為終熱處理作(zuò)好組(zǔ)織準(zhǔn)備。
二、優化淬火、回火處理工藝
1.回火處理的控製
模具零件從冷卻劑(jì)中取出後(hòu),不宜(yí)在空氣中停留較長時(shí)間,應(yīng)及時放入回火爐中進行回火處理。回火處理(lǐ)時,應避免低溫回火脆性和高溫回火脆(cuì)性。對於一些精(jīng)度要求的模具零件,淬(cuì)火後采用多次回火處理,以消(xiāo)除內應力,減小變形,避免開裂(liè)傾向(xiàng)。
2.淬火零件的防護
淬火、回火處理(lǐ)是影響衝壓模具零件熱處理變形或開裂的重要環節。對於淬火重要的模具(jù)零(líng)件(如凸模、凹模)易發生變(biàn)形或開裂(liè)的部位,應采取有效的防護措施,力(lì)求使零件的形(xíng)狀與截麵對稱,內應力均衡。常用的防護方法(fǎ)如下:a.捆包法;b.填充法;c.堵塞法。
3.加(jiā)熱溫(wēn)度的確定
淬火加熱溫度(dù)過高,使得(dé)奧氏體晶粒粗大,且會造成氧化、脫碳現象,零件變形與開裂的傾向增大。在規(guī)定的加熱溫度(dù)範圍內,淬火(huǒ)加(jiā)熱溫度偏(piān)低則會造成零件內孔(kǒng)收縮,孔徑尺寸變(biàn)小。故應選(xuǎn)用加熱(rè)溫度規範的上限植(zhí);而對於合金鋼,加熱溫度偏高,則會引起內孔膨(péng)脹,孔徑尺寸變大,因此應選用加熱溫度的下限值為宜。
4.加熱方式(shì)的改進
對於一些小型的衝壓凸凹模或細長的圓(yuán)柱形零件(如小衝頭),可事先預熱(rè)至520--580℃,然後放入中溫鹽浴爐內(nèi)加熱至淬(cuì)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(qiě)能控製開裂傾向(xiàng)。尤其是高合金鋼模具零(líng)件,正(zhèng)確的加(jiā)熱方式為:先預熱(溫度為530--560℃),然後升至淬火溫度。加熱過程中應盡(jìn)量縮短高溫段時間,以減少淬火變形及避免小裂(liè)紋的生產。
5.冷卻劑的選擇
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(suān)鈉熱浴的等溫淬火或分級淬火,這種方法尤其適宜處(chù)理形狀複雜、尺寸要求[敏(mǐn)感詞]的衝壓模。有些多孔模(mó)具零件(如(rú)多孔凹模),等溫淬火時間(jiān)不(bú)宜過長,否則會引起孔徑或孔距變大。若利(lì)用(yòng)油中冷(lěng)卻收縮,以及硝酸鹽中冷卻(què)膨脹的特征,合理應用雙介質淬火(huǒ),可減小零件變形。
6.線切割前的淬火處理(lǐ)
對於一些線(xiàn)切割加工的(de)衝壓模零件,線切(qiē)割加(jiā)工之前應采(cǎi)用分級淬火和多次回火(或高溫回火)熱處理工藝,以提高零件的淬透性,並使其內應力分布趨於均勻,且處於較小內應力狀態。內應力越小,線切割後的變形和開裂的傾向(xiàng)性就越小(xiǎo)。
7.冷卻方式的優化
當零件從加熱爐中取出放入(rù)冷卻劑之前(qián),應放置在空氣中適(shì)當預冷(lěng),隨(suí)後放入冷卻劑中淬火,這是減(jiǎn)小零件淬火變形及防止零(líng)件開裂傾向的有效方法之一。模具零件放(fàng)入冷卻(què)劑後,應適當旋轉,且(qiě)旋轉方向有所改變,這樣有利於零件部位保持均勻的冷卻速率,可明顯(xiǎn)減小(xiǎo)變形及防止開裂傾(qīng)向