影響五金衝壓模具變(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(jié)構形狀(zhuàng)及截(jié)麵尺寸、熱處理工藝等(děng)因素有關。開裂往往是可以預防的,但是熱(rè)處理變形總是難(nán)以避免的。
在實踐中,截麵(miàn)尺寸的差異、衝壓模具零件的(de)結構形狀、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、組織應力(lì)及相變體積(jī)變化的綜合作用下,引起零件體積膨脹或收縮,從而使尺寸與形狀發生偏(piān)差、變形,甚至造成開裂。
一(yī)、預備熱處理(lǐ)
對於共析鋼的衝壓(yā)模具鍛件,應先進行正火處理,然後進(jìn)行球化退火(huǒ),以消除鍛件內(nèi)網狀二次滲碳體,細化晶粒,消除內應力,並為後續(或終)熱處(chù)理(lǐ)作好組織準備。衝壓凹模零件淬火(huǒ)前,應先進行(háng)低溫回火(穩定化處理)。對(duì)一些形狀較為複雜、精(jīng)度要求高的凹(āo)模,在(zài)粗加工後精(jīng)加工前,應先進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理(lǐ),以減(jiǎn)少淬火(huǒ)變形,盡量避(bì)免開裂傾向,並為終熱處理作好組織準備。
二、優化淬火、回(huí)火處(chù)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(zài)空氣中停留較長時間,應及時放入回火爐中進行回火處理。回火處理時,應避免低溫回火脆性和高溫回火(huǒ)脆性。對於一些精度(dù)要(yào)求的模具零件,淬(cuì)火後采(cǎi)用多次回火處理,以消除內(nèi)應力,減小變形,避免開裂傾向。
2.淬火零件的防護
淬火(huǒ)、回火處理是影(yǐng)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)零件(如凸模、凹(āo)模)易發生變形或開(kāi)裂的部位,應采取有效的防護措施,力(lì)求使零件的形狀與截麵對(duì)稱,內(nèi)應力均衡。常用的防護方法如下:a.捆包法;b.填(tián)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,且會造成氧化、脫碳現象,零件變(biàn)形與開裂的傾向增大。在規定的加熱溫度範圍內,淬火加(jiā)熱溫度偏(piān)低則會造成零件內孔收縮,孔(kǒng)徑尺寸變小。故(gù)應(yīng)選用加熱溫度規範的上限(xiàn)植;而(ér)對於合金鋼,加熱(rè)溫度偏高,則會引起內孔(kǒng)膨脹(zhàng),孔徑尺寸(cùn)變大,因此應選用加熱溫度的下限值為宜。
4.加熱(rè)方(fāng)式(shì)的(de)改進
對於一些小型的衝壓凸凹模或細長的圓柱形零(líng)件(如小衝頭),可(kě)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,比直接使用電爐或反射爐(lú)加熱淬火零件變形明(míng)顯減小,且能控製開(kāi)裂(liè)傾向。尤其是高合金鋼模具零件,正確的加熱方式為:先預熱(溫度為530--560℃),然後升至淬火溫度。加熱過程中應盡量縮短高溫段時間,以減少(shǎo)淬火變形及避(bì)免小裂紋的生產。
5.冷卻劑的選擇
對(duì)於合(hé)金鋼而言,減小淬(cuì)火變形的[敏感詞]方法(fǎ)是(shì)使用硝(xiāo)酸鉀和亞硝酸鈉熱浴(yù)的等溫淬火或分級淬(cuì)火,這(zhè)種方法尤其適宜處理形狀複雜(zá)、尺(chǐ)寸要求[敏感詞]的衝壓模。有些多孔模(mó)具零件(如多孔凹模(mó)),等溫淬火時間不宜過長,否則會引起(qǐ)孔徑或孔距變大。若利用油中冷卻(què)收縮,以及硝酸鹽中冷卻膨脹的特征,合理應用(yòng)雙介質淬火,可減小零件變形。
6.線切割前的淬火處理
對於一(yī)些線切割加工的衝壓模零件(jiàn),線切割加工之(zhī)前應采用分級淬火和多次回火(或高(gāo)溫(wēn)回(huí)火)熱處理工藝,以提(tí)高零件的淬透性,並使其內應力分布趨於均(jun1)勻,且處於較小內應力狀態。內應力越小(xiǎo),線切割後的變形和開裂的傾向性就越小(xiǎo)。
7.冷卻方式的優化
當零件從加熱爐(lú)中取(qǔ)出(chū)放入冷卻劑(jì)之前(qián),應放置在空氣中適當預(yù)冷,隨後放入冷卻劑中(zhōng)淬火,這是減小零件淬火變(biàn)形及防(fáng)止零件開裂傾向的有效方法之(zhī)一。模具零件放入冷(lěng)卻劑後,應適當(dāng)旋轉,且旋轉方向有所(suǒ)改變,這樣有利(lì)於零件部位保持均勻的冷卻速率,可明顯減小變形及防止(zhǐ)開裂傾向