深圳市科翔模具有限公司
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影響衝壓模具熱(rè)處理變形與開裂的原因是(shì)多方麵的,主(zhǔ)要與原始組(zǔ)織、鋼材(cái)的化學(xué)成分、零件(jiàn)的結構形狀(zhuàng)及截麵尺寸(cùn)、熱(rè)處理工(gōng)藝等因素有關。開裂往往是(shì)可以預防的,但是熱處理變形總(zǒng)是難以避免的。在實(shí)踐中,截麵尺寸的差異、衝壓模具零件的結構形狀、熱處理(加熱—保溫—冷卻)過程中(zhōng)因加熱與冷卻的速(sù)率不(bú)同,在(zài)熱(rè)應力、組織應力及相變體積變化的綜(zōng)合作用下,引起(qǐ)零件體積膨脹(zhàng)或(huò)收縮,從而使(shǐ)尺寸與形狀發生偏差、變形,甚至造成開裂。
一、預備熱處理
對於共(gòng)析鋼的(de)衝壓模具鍛件,應先進(jìn)行正火處理(lǐ),然後進行球化(huà)退火,以消除鍛件內網狀二次滲碳(tàn)體(tǐ),細化晶粒,消除內應力,並為後續(或(huò)最終)熱處理作好組織準備。衝壓凹模零(líng)件淬火前,應先進行低溫(wēn)回火(穩定化處理)。對一些形狀(zhuàng)較為複雜、精度要(yào)求高的凹模,在粗加工後精加工前,應先進行調質處(chù)理,以減少淬火變形,盡量避免開裂傾向,並為最終熱處理(lǐ)作好(hǎo)組(zǔ)織準(zhǔn)備。
二、優化淬火、回火處理工藝
1.回火處(chù)理的控製
模具零件從(cóng)冷卻劑(jì)中取出後,不(bú)宜在空氣中停留較長(zhǎng)時間,應及時放入(rù)回火爐中進行(háng)回火處理。回火處理時,應避免低溫回火脆性和高溫回火脆性。對於一些精度要求的模具零件,淬火後采用多次回火處理,以消除內應力,減小變形,避免(miǎn)開裂傾向。
2.淬(cuì)火零件的防護
淬火、回火處理是影響衝(chōng)壓模具零件熱處理變形或開裂的重要環節。對於淬火重(chóng)要的模具零件(如凸模、凹模)易發(fā)生變形或開裂的部位,應(yīng)采取有效的防護措施,力求使零件的形狀與截麵對稱,內應(yīng)力均衡。常用的防護方法如下:a.捆包法;b.填充法;c.堵塞法。
3.加熱溫度的確(què)定
淬火加熱溫度(dù)過高,使得奧氏體晶粒粗大,且會造成氧化、脫碳現象,零件變形與開裂的傾(qīng)向增大。在規定的加熱溫(wēn)度範圍內,淬火加熱溫度偏低則會造成零(líng)件內(nèi)孔收縮,孔徑尺寸變小。故(gù)應選用(yòng)加熱溫度規範(fàn)的上限植;而對(duì)於合金鋼,加熱溫度偏(piān)高,則(zé)會引起內孔膨脹,孔徑尺寸變大,因此應選用加熱溫度的下限值為宜。
4.加熱方式的(de)改進
對於一些(xiē)小型的衝壓凸凹模或細長的圓柱形零件(如小衝頭),可事先預熱至520--580℃,然後放入中溫鹽(yán)浴爐內加熱至淬火溫度,比直接使用電爐或反射爐加(jiā)熱淬火零件(jiàn)變形明顯減小,且(qiě)能控製開(kāi)裂傾向。尤其(qí)是高合金鋼模具零件,正確的加熱方式為:先預(yù)熱(溫度為530--560℃),然後升至淬火溫度。加熱過程中(zhōng)應盡量縮(suō)短高溫段時間,以減少淬火變(biàn)形及避免小裂紋的生產。
5、冷卻劑的選擇
對(duì)於合金鋼而言,減小淬(cuì)火變形的最佳方法是使用硝酸鉀和亞硝酸鈉熱浴的等溫淬火(huǒ)或分級淬火,這種方法尤其適宜處理形狀複雜、尺寸要求精確的衝壓模。有些(xiē)多孔模具零件(如多孔(kǒng)凹(āo)模),等溫淬火時間不宜過長,否則會引起孔徑或孔距變大。若利用油中冷(lěng)卻收縮,以及硝酸鹽中冷卻膨(péng)脹的特征,合理應用雙介質淬火,可減小零件變(biàn)形。
6.線切割前的淬火處理
對(duì)於一些線(xiàn)切(qiē)割加工的衝壓模零件,線切割加工之前應采用分級淬火和多次回火(huǒ)(或高溫(wēn)回火)熱處理工藝(yì),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(nèi)應力狀態。內應力越小,線切割後的變形和開裂的傾向性就越小。
7.冷卻劑的選擇(zé)
對於合金鋼而言,減小淬火變形的最佳(jiā)方法是使用硝酸鉀和(hé)亞硝酸鈉熱浴的等溫淬(cuì)火或分(fèn)級淬火,這種方法尤其適(shì)宜處理形狀複(fù)雜、尺寸要求(qiú)精確(què)的(de)衝壓(yā)模。有些多孔模具(jù)零(líng)件(如多孔凹模),等溫淬火時間不宜過長,否則會引起孔徑(jìng)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(cuì)火,可減小零件變形。
8.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,應放置在空氣中適當預冷,隨後放入(rù)冷卻劑中淬(cuì)火,這是減小零件淬火變(biàn)形及防止零件開裂傾向的有效方法之一。模具零件放入冷卻劑(jì)後(hòu),應適當旋轉,且旋轉(zhuǎn)方向(xiàng)有所改變,這樣有利於零件部位保持均勻的冷卻(què)速率,可明顯減小變形及防止開裂傾向。
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