如何解決沖壓模具熱處理變形和開裂的問題
沖壓模具零件的結(jié)構(gòu)形狀，截面尺寸的差異，不同的熱處理過程中加熱和冷卻速度，熱應(yīng)力和組織應(yīng)力和體積變化的相變的組合下，造成部分體積膨脹或收縮，這樣的尺寸和形狀偏差、變形，甚至開裂原因。影響沖壓模具熱處理變形和開裂的原因是多方面的，主要是與鋼的化學(xué)成分和原結(jié)構(gòu)截面尺寸和形狀的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件和熱處理工藝等因素有關(guān)。熱處理變形是不可避免的，但可以防止裂紋的產(chǎn)生。
預(yù)備熱處理：沖壓模鍛件，共析鋼要?dú)w一化處理，然后進(jìn)行球化退火，以消除鍛造在二次滲碳體網(wǎng)，細(xì)化晶粒，消除內(nèi)應(yīng)力，并為后續(xù)的治療準(zhǔn)備組織。沖壓前應(yīng)進(jìn)行冷回火。對(duì)于一些比較復(fù)雜的形狀，高精度模具，在粗加工完成前，應(yīng)先進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以減少淬火變形，避免開裂傾向，并為最終的熱處理做好準(zhǔn)備。
淬火和回火工藝的優(yōu)化：淬火零件的保護(hù)：淬火和回火是影響沖壓件熱處理變形或開裂的重要因素。對(duì)于易變形或易開裂的零件，必須采取有效的防護(hù)措施，使零件形狀、截面對(duì)稱、內(nèi)應(yīng)力均化。常用的保護(hù)方法有：包法、完井法、塊法。
加熱方式的改進(jìn)：對(duì)于一些小型沖壓密集或細(xì)長(zhǎng)圓柱形零件，預(yù)熱到520-580℃之前，再放入中溫鹽浴爐加熱淬火溫度，比直接使用電爐、反射爐加熱淬火零件變形明顯減小，并能控制開裂傾向。特別是高合金鋼模具零件，正確的加熱方法是：預(yù)熱，然后上升至淬火溫度。在加熱過程中，應(yīng)縮短高溫期，減少淬火變形，避免產(chǎn)生細(xì)小裂紋。
加熱溫度的測(cè)定：淬火溫度過高，使奧氏體晶粒粗大，導(dǎo)致氧化和脫碳，零件變形和開裂傾向增大。在一定的加熱溫度范圍內(nèi)，淬火溫度降低會(huì)導(dǎo)致零件的孔縮，孔徑變小。因此，應(yīng)選擇加熱溫度上限的調(diào)節(jié)。在合金鋼的情況下，加熱溫度高，導(dǎo)致內(nèi)孔擴(kuò)大，孔徑變大。因此，應(yīng)選擇加熱溫度下限值。
合金鋼冷卻液的選擇，降低淬火變形的最佳途徑是采用硝酸鉀和亞硝酸鈉恒溫淬火或間斷淬火，特別適用于復(fù)雜形狀、尺寸要求精確的沖壓模具。有些多孔模具零件（如多孔模具），等溫淬火時(shí)間不宜過長(zhǎng)，否則會(huì)使孔或孔間距變大。如果使用冷卻收縮油，利用硝酸鹽的冷卻膨脹特性，采用雙介質(zhì)淬火降低零件變形是合理的。
冷卻方式的優(yōu)化：當(dāng)零件從爐冷卻之前，應(yīng)放置在適當(dāng)?shù)目諝忸A(yù)冷，然后進(jìn)入冷卻淬火，減少零件淬火變形和開裂傾向于防止零件的有效方法之一。模具零件進(jìn)入冷卻液后，應(yīng)適當(dāng)旋轉(zhuǎn)，并使旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生變化，有利于構(gòu)件保持均勻的冷卻速度，能明顯降低變形，防止開裂傾向。
預(yù)備熱處理：沖壓模鍛件，共析鋼要?dú)w一化處理，然后進(jìn)行球化退火，以消除鍛造在二次滲碳體網(wǎng)，細(xì)化晶粒，消除內(nèi)應(yīng)力，并為后續(xù)的治療準(zhǔn)備組織。沖壓前應(yīng)進(jìn)行冷回火。對(duì)于一些比較復(fù)雜的形狀，高精度模具，在粗加工完成前，應(yīng)先進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以減少淬火變形，避免開裂傾向，并為最終的熱處理做好準(zhǔn)備。
淬火和回火工藝的優(yōu)化：淬火零件的保護(hù)：淬火和回火是影響沖壓件熱處理變形或開裂的重要因素。對(duì)于易變形或易開裂的零件，必須采取有效的防護(hù)措施，使零件形狀、截面對(duì)稱、內(nèi)應(yīng)力均化。常用的保護(hù)方法有：包法、完井法、塊法。
加熱方式的改進(jìn)：對(duì)于一些小型沖壓密集或細(xì)長(zhǎng)圓柱形零件，預(yù)熱到520-580℃之前，再放入中溫鹽浴爐加熱淬火溫度，比直接使用電爐、反射爐加熱淬火零件變形明顯減小，并能控制開裂傾向。特別是高合金鋼模具零件，正確的加熱方法是：預(yù)熱，然后上升至淬火溫度。在加熱過程中，應(yīng)縮短高溫期，減少淬火變形，避免產(chǎn)生細(xì)小裂紋。
加熱溫度的測(cè)定：淬火溫度過高，使奧氏體晶粒粗大，導(dǎo)致氧化和脫碳，零件變形和開裂傾向增大。在一定的加熱溫度范圍內(nèi)，淬火溫度降低會(huì)導(dǎo)致零件的孔縮，孔徑變小。因此，應(yīng)選擇加熱溫度上限的調(diào)節(jié)。在合金鋼的情況下，加熱溫度高，導(dǎo)致內(nèi)孔擴(kuò)大，孔徑變大。因此，應(yīng)選擇加熱溫度下限值。
合金鋼冷卻液的選擇，降低淬火變形的最佳途徑是采用硝酸鉀和亞硝酸鈉恒溫淬火或間斷淬火，特別適用于復(fù)雜形狀、尺寸要求精確的沖壓模具。有些多孔模具零件（如多孔模具），等溫淬火時(shí)間不宜過長(zhǎng)，否則會(huì)使孔或孔間距變大。如果使用冷卻收縮油，利用硝酸鹽的冷卻膨脹特性，采用雙介質(zhì)淬火降低零件變形是合理的。
冷卻方式的優(yōu)化：當(dāng)零件從爐冷卻之前，應(yīng)放置在適當(dāng)?shù)目諝忸A(yù)冷，然后進(jìn)入冷卻淬火，減少零件淬火變形和開裂傾向于防止零件的有效方法之一。模具零件進(jìn)入冷卻液后，應(yīng)適當(dāng)旋轉(zhuǎn)，并使旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生變化，有利于構(gòu)件保持均勻的冷卻速度，能明顯降低變形，防止開裂傾向。
