深圳市科翔(xiáng)模具有限公司
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影響衝壓模具熱處理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(de)結構形狀及截麵尺寸、熱(rè)處理工藝等因素有關。開裂往(wǎng)往是可以預防的,但是熱處(chù)理變形總是難以避免的。在實踐中,截麵(miàn)尺寸的差異、衝壓模具零件的結構形狀(zhuàng)、熱處理(加(jiā)熱—保溫—冷卻)過程中因加熱與冷卻的速率不同,在熱應(yīng)力、組織應力及相變體積變化的綜合作用下(xià),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(biàn)形,甚至造成開裂。
一、預(yù)備熱處理
對於共析鋼的衝壓模(mó)具(jù)鍛件,應先進行正火處(chù)理,然後進行(háng)球化退火,以消除鍛件內網狀二次滲碳體,細化晶粒(lì),消除內應力,並為後續(或最終)熱(rè)處理作好組織準備。衝壓凹模零件淬(cuì)火前,應先進行(háng)低溫回火(穩定化處理)。對一些形狀較為複(fù)雜、精度要求(qiú)高的凹模,在粗加工後(hòu)精加工前,應先進(jìn)行調質處理,以減少淬火(huǒ)變形,盡量避免開裂傾向,並為最終(zhōng)熱處理作好組織準備。
二、優化(huà)淬火、回(huí)火處理工藝
1.回火處(chù)理的控製
模具零件從冷卻(què)劑中取出後,不宜在空(kōng)氣(qì)中停(tíng)留較長時間,應及時放入回火爐中進行回火(huǒ)處理。回(huí)火處(chù)理時,應避免(miǎn)低溫回火脆性(xìng)和高(gāo)溫回火脆性。對於一些精度要求的模具零(líng)件,淬火後采用多次回火處理,以消除(chú)內應力,減(jiǎn)小變(biàn)形,避免開裂傾向。
2.淬火零件的防護
淬(cuì)火、回火處(chù)理是影響衝壓(yā)模具(jù)零件熱(rè)處理變(biàn)形或開裂的(de)重要環節。對(duì)於淬(cuì)火重要的模具零件(如(rú)凸(tū)模、凹(āo)模)易發生變形或(huò)開裂的部位,應采(cǎi)取有效的防護措施,力求使零件的形狀與截麵對稱(chēng),內應力均衡。常用的防護方(fāng)法如下:a.捆包(bāo)法;b.填充法(fǎ);c.堵(dǔ)塞法。
3.加熱溫度(dù)的確定
淬火加熱(rè)溫度過高,使得奧氏(shì)體晶粒粗大,且會造成(chéng)氧化、脫(tuō)碳現象,零件變形與開裂的傾向增大。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(nèi)孔收縮,孔徑尺寸變小。故應選用加熱(rè)溫度規(guī)範的上限植;而對於合金鋼,加熱(rè)溫度偏高,則會(huì)引起內孔膨脹,孔徑尺寸變(biàn)大,因此應選用加熱溫度的下限值為宜。
4.加(jiā)熱方式的改進
對於一些小型的衝壓(yā)凸凹模或細長(zhǎng)的圓柱形零件(如(rú)小(xiǎo)衝頭),可事先預熱至520--580℃,然後放入中溫鹽浴(yù)爐內加熱至淬火溫度,比直接使用電爐或反射爐加熱淬火(huǒ)零件變形明顯減小,且能控製開裂傾向。尤其是高合(hé)金鋼(gāng)模具零件,正確(què)的加熱方式為:先預熱(溫(wēn)度為530--560℃),然後升至淬火溫(wēn)度。加熱過程中(zhōng)應(yīng)盡(jìn)量縮短高溫段時間,以減少淬火變(biàn)形及避免小裂紋的(de)生產。
5、冷卻劑的選擇
對於合金鋼而言,減(jiǎn)小淬火變形的最佳(jiā)方(fāng)法是使(shǐ)用硝酸鉀和亞硝酸鈉熱浴的等溫淬火(huǒ)或(huò)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。有些多孔模(mó)具零件(如多孔凹模),等溫淬(cuì)火時間不宜過長,否則會引起(qǐ)孔徑或孔距變大。若利用(yòng)油中冷卻收縮,以及硝酸鹽中冷卻膨脹的特征(zhēng),合理(lǐ)應用雙介質淬火,可減小零件變形。
6.線切(qiē)割(gē)前的淬火處理
對於一些線切割加工的衝壓模零件,線切割加(jiā)工之前應采用分級淬火和多(duō)次回火(或高溫回火(huǒ))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(xiǎo)內應(yīng)力狀態。內(nèi)應力越小,線切割後的變形和開裂的傾向性就(jiù)越小。
7.冷卻劑的選擇
對於合金鋼而言,減小淬火變形的(de)最佳方法是使用硝(xiāo)酸鉀和亞硝酸鈉熱浴的等溫淬(cuì)火或分級淬火,這種方法尤其適宜處(chù)理形狀複雜、尺寸要求精確的衝(chōng)壓模(mó)。有些多孔模具(jù)零件(如多孔凹模),等溫(wēn)淬火時(shí)間不宜過長,否則會引起孔徑或孔距變大。若利用油中冷卻收縮,以及硝酸鹽中(zhōng)冷卻(què)膨脹的特征,合理(lǐ)應用雙介質淬(cuì)火,可減小零件變形。
8.冷卻方式的優化
當零件從加熱爐中取出放入(rù)冷卻劑之(zhī)前,應放置在空氣中適當(dāng)預冷,隨後放入冷卻劑中(zhōng)淬火,這是減小零件(jiàn)淬火變形及防止零件開裂傾向的有效方法之一。模(mó)具(jù)零件放入(rù)冷卻劑後,應適當旋轉,且旋轉方向有所改變,這樣有利於零件(jiàn)部位保持均勻(yún)的冷卻速率,可明顯減小變形及(jí)防止開裂傾向。
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