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沖壓模具熱處理變形和開裂的改善方法

欄目:公司新聞 發布時間:2023-04-06
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影響沖壓模具熱處理變形與開裂的原因較多,主要與原始安排、鋼材的化學成分、熱處理工藝、零件的結構形狀及尺度等許多要素有關。一般地,開裂常常是可以預防的,但熱處理變形卻總是難以防止的。

      在工程實踐中,因為截面尺度上的差異、沖壓模具零件的結構和形狀、熱處理(加熱-保溫-冷卻)過程中因加熱和冷卻的速率不同,從而在熱應力、安排應力,以及相變體積改變等許多要素的歸納作用下,將導致零件的體積脹大或縮短,從而使模具尺度與形狀產生必定的偏差和變形,甚至形成開裂。
一、預備熱處理
關于選用共析鋼的沖壓模具鍛件,主張應首要進行正火處理,然后進行球化退火,其意圖是消除鍛件內的網狀二次滲碳體,細化晶粒,消除其內應力,并為后續的(或最終的)熱處理作好安排預備。
     關于沖壓凹模零件,在其淬火前,應先進行低溫回火熱處理(即穩定化處理)。對一些形狀較為雜亂、精度要求較高的凹模零件,在粗加工后及精加工前,應先選用調質處理,其意圖是減少零件的淬火變形,盡量防止開裂傾向,并為最終的熱處理工序作好安排預備。
二、優化淬火與回火處理工藝
1.回火處理的控制
模具零件從冷卻劑(冷卻液)中取出后,不宜在空氣中停留較長的時刻,應及時放入回火爐中,進行回火熱處理。回火處理時,應防止產生低溫回火脆性和高溫回火脆性。關于一些精度要求較高的模具零件,主張淬火后進行屢次回火處理,其意圖是消除內應力,減小零件變形,防止開裂傾向。
2.淬火零件的防護
淬火與回火處理,是影響沖壓模具零件熱處理變形或開裂的一個重要環節。關于淬火重要的模具零件(如凸模、凹模等),對易產生變形或開裂的部位,必須采取一些有效的防護措施,力求使熱處理零件的形狀與截面對稱,使得其內應力均衡。常用的防護辦法有填充法、捆包法和堵塞法。
3.加熱溫度的確定
如果淬火加熱溫度過高,則會使得奧氏體晶粒粗大,且會出現氧化、脫碳現象,從而使零件變形與開裂的傾向性增大。在規則的加熱溫度范圍內,若淬火加熱溫度偏低,則會形成零件的內孔縮短,孔徑尺度變小,故主張選用加熱溫度規范的上限值;而關于合金鋼零件,若加熱溫度偏高,則會引起零件的內孔脹大,孔徑尺度變大,因而,主張選用加熱溫度規范的下限值。
4.加熱辦法的改善
關于一些小型的沖壓凸凹模,或細長的圓柱形零件(如小沖頭號),可事前預熱至必定溫度,如520-580℃,然后放入中溫鹽浴爐內,并加熱至淬火溫度,比直接使用電爐或反射爐加熱淬火,其零件的變形明顯減小,且能控制其開裂傾向,尤其關于那些高合金鋼模具零件,正確的加熱辦法主張為:首要預熱(溫度至530-560℃),然后加熱升溫至淬火溫度。在加熱過程中,應盡量縮短高溫段的時刻,其意圖是減少零件的淬火變形及防止小裂紋的出產。
5.冷卻劑的挑選
關于合金鋼零件而言,減小淬火變形的最好辦法是,選用硝酸鉀和亞硝酸鈉熱浴的等溫淬火辦法或分級淬火辦法。這種辦法特別適宜于處理形狀較雜亂、尺度精度要求較高的沖壓模。有些多孔模具零件(如多孔凹模等),選用等溫淬火的時刻不要過長,否則會引起零件的孔徑或孔距變大;若選用油中冷卻縮短,或硝酸鹽中冷卻脹大的特征,合理選用雙介質淬火,可大大減小零件的變形。
6.冷卻辦法的優化
當零件從加熱爐中取出,放入冷卻劑(冷卻液)之前,應放置在空氣中,恰當預冷一段時刻,隨后再放入冷卻劑中淬火,這是減小零件的淬火變形以及防止零件開裂傾向的常用有效辦法之一。模具零件放入冷卻劑(冷卻液)后,應當恰當加以旋轉,且旋轉方向要有所改變,這樣,更有利于零件部位保持均勻的冷卻速率,可以明顯地減小零件的變形及防止開裂傾向。
7.線切開前的淬火處理
關于一些需要選用線切開加工的沖壓模零件,在線切開加工之前,應選用分級淬火和屢次回火(或高溫回火)的熱處理工藝,其意圖是進步零件的淬透性,并使其內部的內應力分布更趨于均勻,且處于較小的內應力狀況。一般地,若內應力越小,線切開后的零件變形和開裂的傾向性就越小。

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