深圳市科(kē)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(de)原因是多方麵的,主要與(yǔ)原始組織、鋼材的化學成分(fèn)、零件的結構形狀及(jí)截麵尺寸、熱(rè)處理(lǐ)工(gōng)藝等因素有(yǒu)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、衝壓模具零件的結構形狀、熱處理(加熱—保溫(wēn)—冷卻)過程中因加(jiā)熱與冷卻的(de)速率不同,在熱應力、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,從而使尺寸與形狀發生偏差、變形,甚至造成開裂。
一(yī)、預備熱處理
對於共析鋼的衝壓模具鍛件,應先進行正火處理,然後進行球化退火,以消除鍛件(jiàn)內網(wǎng)狀二次滲碳體,細化晶粒,消除內應(yīng)力,並為後續(或最終)熱處理作(zuò)好組織準備。衝壓凹模零件淬火前,應先進行低溫回火(穩定化處理)。對一(yī)些形狀較為複雜、精度要求高的凹模,在粗加工後精加工前,應先進行調質處理,以減(jiǎn)少淬(cuì)火變(biàn)形,盡量避免開裂傾向,並為最(zuì)終熱處理作好組織準備。
二(èr)、優(yōu)化淬火、回火處理工藝
1.回(huí)火處理(lǐ)的控製
模(mó)具(jù)零件從冷卻劑中取出後(hòu),不(bú)宜在空氣中停留較長(zhǎng)時間,應及時放入回(huí)火爐中進行回火處理(lǐ)。回火處理時,應避免低溫回火脆性和(hé)高溫回火脆性。對於一些(xiē)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,避免開裂(liè)傾向。
2.淬火零件的防護
淬火(huǒ)、回火處理是影(yǐng)響衝壓模(mó)具零件熱處理(lǐ)變形或開裂的(de)重(chóng)要環(huán)節。對於淬(cuì)火重(chóng)要的模具(jù)零件(如(rú)凸模、凹模)易(yì)發生變形或開裂(liè)的部(bù)位,應采取有效的防護措施,力求使零件的形狀(zhuàng)與截麵對稱,內應力均衡。常用的防護方(fāng)法如下(xià):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(shǐ)得奧(ào)氏體(tǐ)晶粒粗大(dà),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(cuì)火加熱溫度偏低則會造成零件內孔收縮,孔徑尺寸變小。故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(biàn)大,因此應選用加熱溫度的下限值(zhí)為宜。
4.加熱方式的改進
對於一些小型的衝壓凸凹模或(huò)細長的(de)圓柱形零件(jiàn)(如小衝頭),可事先(xiān)預熱至520--580℃,然後放入中溫鹽浴爐內(nèi)加熱至淬火溫度,比直接使用電爐或反射爐加熱淬火零件變形明顯減小,且能控製開裂傾向。尤其是高(gāo)合金(jīn)鋼模具(jù)零件(jiàn),正確的加熱方式為:先預熱(溫度(dù)為530--560℃),然後(hòu)升(shēng)至淬火溫度(dù)。加熱(rè)過程中應盡量縮短高溫(wēn)段時間,以減少淬火變形及避免小裂紋的生產。
5、冷卻劑的選擇
對於合金鋼而言,減小淬火變形的最(zuì)佳方法是使用硝酸鉀和亞硝酸鈉熱浴的等溫淬火或分級淬火,這種方法(fǎ)尤其適宜處理形狀複雜、尺(chǐ)寸要求精確的(de)衝壓(yā)模。有些多孔模具零件(如多孔凹模),等溫淬火時間(jiān)不宜過長,否則會(huì)引起孔徑或孔距變大。若利(lì)用油中冷卻收縮,以及硝酸鹽中冷卻膨脹的特征,合理(lǐ)應用雙介質淬火,可(kě)減小零件變形(xíng)。
6.線切割前的淬火處(chù)理
對(duì)於一些線切割加工的衝壓模零件,線切(qiē)割加工之(zhī)前應采用(yòng)分級淬火和多次回火(huǒ)(或高溫回火)熱(rè)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(yú)較小內應力狀態。內(nèi)應力越小,線切割後的變形(xíng)和開裂的傾向性就越小(xiǎo)。
7.冷卻劑(jì)的選擇
對於合金(jīn)鋼而言,減小淬火變形的最(zuì)佳方法(fǎ)是使(shǐ)用硝酸鉀和亞硝酸鈉熱浴的等溫淬火或分級淬火(huǒ),這種(zhǒng)方法尤其適宜處理形狀(zhuàng)複雜、尺寸要求精確的(de)衝壓模。有些多孔(kǒng)模具零件(如多孔凹模),等溫淬火(huǒ)時間不宜過長,否則會引起(qǐ)孔(kǒng)徑或孔距(jù)變大。若利用(yòng)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(jiè)質淬火(huǒ),可減(jiǎn)小(xiǎo)零件變形。
8.冷卻方式的優化
當零(líng)件從加熱爐中取出放入冷(lěng)卻劑之前,應放置在空氣中適當預冷(lěng),隨後放入冷卻劑中淬火,這是減小零件淬火變形及防止零件開裂傾向的(de)有效方法之一。模具零件放入冷卻劑後,應適當旋轉,且旋轉方向有所改變,這樣有利於零件部位保持均勻的冷卻速率,可明(míng)顯減小(xiǎo)變(biàn)形(xíng)及防止開裂傾向。
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