影響五金衝壓模具變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)形狀及截麵尺寸、熱處理工藝等因素有關。開裂往往是可以預防的,但是熱處理變(biàn)形總是難以避免的。
在實踐中,截麵尺寸的差異、衝(chōng)壓模具零件的結構形狀、熱處(chù)理(加(jiā)熱—保溫—冷卻)過程中因加熱與冷卻的速率不同,在(zài)熱應力、組織應力及相變體積變化的綜合作用下,引起零件體積膨脹或收縮,從而使尺(chǐ)寸與形狀發生偏差、變形,甚至造成(chéng)開裂。
一、預備熱處理(lǐ)
對於(yú)共析(xī)鋼的衝(chōng)壓模具鍛件,應(yīng)先進行正火處理,然後進行球化退火,以消除(chú)鍛件內網(wǎng)狀二次滲碳體,細(xì)化晶粒,消除內(nèi)應力,並為後續(或終)熱處理作好組(zǔ)織準備。衝壓凹模零件淬火前(qián),應先進(jìn)行低溫回火(穩定化處理)。對一些形狀較為複雜、精度要求高(gāo)的凹模,在粗加(jiā)工後(hòu)精加工前,應先進(jìn)行(háng)調質處理,以減少淬火變形,盡量避免開裂傾(qīng)向,並為終熱處理作好組織準備。
二、優化淬火、回火處理工藝
1.回火處理的控製
模具零件從冷卻劑中取出後,不宜在空氣(qì)中停留較長時間,應及時放入回火爐中進行回火處理。回火處理時,應避(bì)免低溫回火脆性和高溫回火脆性(xìng)。對(duì)於一些精度(dù)要求的模具零件,淬火後采用多次(cì)回火處理,以消除(chú)內應力,減小變形,避免開(kāi)裂傾向。
2.淬火零(líng)件的防護
淬火、回火處理是影(yǐng)響(xiǎng)衝壓模具零件熱處(chù)理變形(xíng)或開裂的重要環節。對於淬火重要的模具零(líng)件(如凸模、凹(āo)模)易發生變形或開裂的部位,應采取有效的防護措施,力求使零件的形(xíng)狀與截麵對稱,內應力(lì)均(jun1)衡。常用的防護(hù)方法如下:a.捆包法;b.填充法;c.堵塞法。
3.加熱溫度(dù)的確定
淬火加熱溫度過高,使得奧氏體晶粒粗大,且會(huì)造成氧化、脫碳現象,零件(jiàn)變形與開裂的傾(qīng)向增大。在規定的加熱溫度範圍內,淬火加熱溫度偏低則會造成零件內孔收縮,孔徑尺寸變小。故(gù)應選用加熱溫度規範的上限植;而對於合金鋼,加熱溫度偏高,則會引起內孔膨脹,孔徑(jìng)尺(chǐ)寸變大,因此應選用加熱溫度的下限值為宜。
4.加熱方式的改進
對於一些小(xiǎo)型的衝壓凸(tū)凹模或細長的圓柱形零件(如小衝頭),可事先預(yù)熱至520--580℃,然後放入中溫鹽浴爐內加熱至淬火溫度,比直接使用電爐(lú)或反射爐加熱(rè)淬火(huǒ)零件變形明顯減(jiǎn)小,且能控製開裂傾向。尤其是高(gāo)合金鋼模具零件,正確的加熱方式為(wéi):先預熱(溫度為530--560℃),然(rán)後升至淬火溫度。加熱過程(chéng)中應盡量縮短高溫段時間,以減少淬火變形及避免(miǎn)小(xiǎo)裂紋的生產。
5.冷卻劑的選擇
對於(yú)合金鋼而言,減小淬火變形的[敏感詞]方法(fǎ)是使用(yòng)硝酸鉀和亞硝酸鈉熱浴的(de)等溫淬火或分(fèn)級淬火,這種方法尤其適宜處理形狀複雜、尺寸要求[敏感詞]的衝壓(yā)模。有些多孔(kǒng)模具零件(如多孔凹模),等溫淬火時間不宜過長,否則會引起孔(kǒng)徑或孔距變大。若利用油中冷卻收縮,以(yǐ)及硝酸鹽中冷卻膨脹的(de)特征,合理應用(yòng)雙介質淬火,可減小零(líng)件(jiàn)變形。
6.線切割(gē)前的(de)淬火處理
對於一些線切割加工的衝壓模零件,線切割加工之前應采用分級淬火和(hé)多次回火(huǒ)(或(huò)高溫回火)熱處理工藝,以提高零件的淬透性(xìng),並使其內應力分布趨於均勻,且處於較小內應力(lì)狀態(tài)。內應力越小,線切割後(hòu)的變形和開裂的傾向性就越小。
7.冷卻方式的(de)優(yōu)化
當(dāng)零件從加熱爐中取出放入冷卻劑之前,應放置在空氣中適當預冷,隨後放入冷(lěng)卻劑中淬火,這是減小(xiǎo)零件淬火變形及防止零件開裂(liè)傾向的有效方法之(zhī)一。模(mó)具零件放入冷卻劑後,應適當旋(xuán)轉,且旋轉方向有所改變,這樣有利(lì)於零(líng)件(jiàn)部位保持均勻的冷(lěng)卻速率,可明顯減小變(biàn)形及防止開裂傾向