金(jīn)物プレス金型の変形と亀裂に影響する原因は多方麵であり、主に原始(shǐ)組織、鋼材の化學成分、部品の構造形狀及び斷麵寸(cùn)法、熱処理(lǐ)技術などの要素と関係がある。亀裂はしばしば予(yǔ)防できるが、熱処理変形(xíng)は常に回避しにくい。
実際には、斷麵寸法の違い、プレス金型部品の構(gòu)造形狀、熱処理(加熱―保溫―冷卻)過(guò)程において、加熱と冷卻の速度が異なるため、熱応力、組織応力及び相変(biàn)化體積変化の総合作用(yòng)の下で、部品體積の膨張或(huò)いは収縮を引き起こし、それによって寸法と形狀に偏差、変形(xíng)を発生させ、さらに亀裂を引き起こす。
一、予備熱処理(lǐ)
共析鋼のプレス金型(xíng)鍛造品については、まず正火処理を行い、それから球狀焼鈍を行い、鍛造品の內網狀二(èr)次浸炭體を除去し、結晶(jīng)粒を精密(mì)化し、內応力を除去し、そして後続(または終)の熱(rè)処理のために組織の準備をしなければならない。プレスダイ部品の焼入れ前に、まず低(dī)溫焼戻し(安定化処理)を行う。形狀が複雑で精度が要求される凹型の中には、粗加工後の仕上(shàng)げ前に調質処理を行い、焼入れ変形を減少させ、できるだけひび割れ傾向(xiàng)を避け、終熱処理(lǐ)のために組(zǔ)織の準備をしなければならない。
二、焼入(rù)れ、焼(shāo)戻し処理技術の適化
1.焼き戻し処理の製禦
金型部品(pǐn)を冷卻剤から取り出した後、空気中に長時間留まるべきではなく、直ちにストーブに戻して焼戻(tì)し処理を行うべきである。焼戻し処(chǔ)理時には、低溫焼戻し脆性と高溫焼戻し脆性を避けなければならない。いくつかの精度が要求(qiú)される金型(xíng)部品に対して、焼入れ後に複數回の焼戻し処(chǔ)理を採用して、內部応力(lì)を除去して、変形を減少して、亀裂(liè)傾向を回避する。
2.焼入れ部品の保護
焼入れ、焼戻し処理はプレス金型部品(pǐn)の熱処理変形や割れに影響する重要な一環(huán)である。急冷の重要な金型部品(例えば、パンチ、ダイ)の変形や割れが発生しやすい部位に対して、有効な防護措置をとり、部品(pǐn)の形狀と斷麵が対稱で、內部(bù)応力が均衡するようにしなければならない。一般的な防護方法は以(yǐ)下の通り:a.梱包(bāo)法、b.充填法、c.目詰まり法(fǎ)。
3.加熱溫(wēn)度の決定
焼入れ加熱(rè)溫度が高(gāo)すぎると、オーステナイト結晶粒が粗大になり、酸化、脫炭素現象を引き起こし、部品の変形と亀裂の傾向が増大する。所定の加(jiā)熱溫度範囲內で、焼入れ加熱溫(wēn)度が低(dī)いと部品內孔が収縮し、孔徑寸法が小さくなる。そのため、加熱溫(wēn)度規範の上限植栽を選択しなければならない。合金鋼については、加熱溫度(dù)が高いと、內孔膨張を引き起こし、孔徑寸法が大きくなるため、加熱溫度の下限値を選択することが望ましい。
4.加熱方式の改良
いくつかの小型(xíng)のプレス用(yòng)凸(tū)凹型または細(xì)長い円筒形部品(例えば小パンチ)については、事前に520〜580℃に予熱してから、中溫塩浴爐內に入れて急冷溫度に加熱することができ、電(diàn)気爐または反射爐(lú)を用いて急(jí)冷部品を加熱するよりも変形が著しく減少(shǎo)し、クラック傾(qīng)向を製禦することができる。特に高合金鋼金型部品の正(zhèng)確な加熱方法は、まず予(yǔ)熱(溫度は530〜560℃)し、その後焼入れ溫度に上昇する。加熱中(zhōng)はできるだけ高溫期間を短縮し、焼入れ変形(xíng)を減(jiǎn)少させ、小(xiǎo)割れの生産を回避しなければならない。
5.冷卻剤の選択
合金鋼にとって、焼(shāo)入れ変形を低減する良(liáng)の方法は硝酸カリウムと亜硝酸ナトリウム熱浴を用いた等溫焼入(rù)れまたは分級焼入れであり、この方(fāng)法は特に形狀が複雑で、寸(cùn)法(fǎ)が正確であることが要(yào)求されるプレス金型の処理(lǐ)に適している。多孔質ダイのような多孔質ダイの部品の中(zhōng)には、等溫焼入れ時間が長すぎるのはよくありません。そうしないと、孔徑や孔(kǒng)距離が大きくなることがあります。油中の冷卻収(shōu)縮(suō)、および硝酸塩中の冷卻膨張の特徴を利用すれば、二重媒體焼入れを合理的に応用し、部品(pǐn)の変形を減らすことができる。
6.ワイヤカット前の焼(shāo)入れ処理
一部のワイヤカット加工されたプレス成形品については、ワイヤカット加工(gōng)の前に段階焼入(rù)れと複數回焼戻し(または高溫焼(shāo)戻し)熱処理技(jì)術を採用(yòng)して、部品の焼入れ性を高め、內部応力分布を均一にし、より小さな內部応力狀態にする必要があります。內応(yīng)力が小(xiǎo)さいほど、ワイヤカット後の変形やクラックの傾向が小(xiǎo)さくなる。
7.冷卻(què)方式の適化
部品を加熱爐から取り出して冷卻剤(jì)を入れる前に、空気中に置いて適(shì)切(qiē)に予冷(lěng)し、その後冷卻(què)剤中に入れて焼入れなければならない。これは部品の焼入れ変(biàn)形を低減し、部品(pǐn)の割れ傾向(xiàng)を防止する有効な方法の一つである。金型部品を冷卻剤を入れた後、適切(qiē)に回(huí)転し、回転方向が変化しなければならない。これにより、部品部位の均一な冷卻速度を維持するのに有利であり、変形及び割れ防止傾向を明らかに減少することができる
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