冲压模具零件结构形状和截面尺寸的差异,由于热处理(加热-保温-冷却)过程中加热和冷却速率的不同,在热应力、结构应力和相变体积的共同作用下,引起零件体积膨胀或收缩,导致尺寸和形状偏差,变形甚至开裂。影响冲压模具热处理变形和开裂的原因很多,主要与钢的化学成分和原始组织、零件的结构形状和截面尺寸、热处理工艺等因素有关。热处理往往难以避免,但开裂是可以预防的。一、热处理的准备对于共析钢冲压模具的锻件,应先进行正火处理,然后进行球化退火,消除锻件中的网状二次渗碳体,细化晶粒,消除内应力,为后续(或最终)热处理做准备。在淬火之前,冲压模具零件应进行低温回火(稳定化)。一些形状复杂、精度要求高的凹模,要在粗加工后精加工前进行调质处理,以减少淬火变形,尽可能避免开裂倾向,为最终热处理做好准备。第二,优化调质工艺。1.淬火零件的保护性调质处理是影响冲压模具零件热处理变形或开裂的重要环节。对淬火重要模具零件(如凸模、凹模)易变形或开裂的部位应采取有效的保护措施,使零件形状和截面对称,内应力平衡。常见的保护方式如(法如官网、法如社区、法如产品清单、法如应用案例):捆绑法;填充法;阻断法。2.加热方式的改进。对于一些小凸模或细长圆柱形零件(如小凸模),可预先预热至520-580,然后放入中温盐浴炉中加热至淬火温度。与直接用电炉或反射炉加热淬火零件相比,变形明显减小,开裂倾向得到控制。尤其是高合金钢模具零件,正确的加热方法是:先预热(温度为530-560),再升至淬火温度。在加热过程中,应尽可能缩短高温期,以减少淬火变形,避免小裂纹的产生。3.加热温度的确定。淬火加热温度过高,奥氏体晶粒粗大,造成氧化脱碳,零件变形和开裂的倾向增大。在规定的加热温度范围内,较低的淬火加热温度会导致零件内孔收缩,孔径变小。因此,应选择加热温度规格的上限;但对于合金钢来说,较高的加热温度会造成内孔扩大,孔的尺寸变大,因此宜选择加热温度的下限值。4.对合金钢冷却剂的选择,减少淬火变形的最好方法是等温淬火或用硝酸钾和亚硝酸钠热浴分步淬火。这种方法特别适用于加工形状复杂、尺寸要求精确的冲压模具。对于一些多孔模具零件(如多孔凹模),等温淬火时间不宜过长,否则孔径或孔间距会变大。如果利用油中冷却收缩和硝酸盐中冷却膨胀的特性,合理应用双介质淬火可以减少零件的变形。5.冷却模式的优化。零件从加热炉中取出放入冷却液前,应先放在空气中适当预冷,再放入冷却液中淬火。这是减少零件淬火变形,防止零件开裂倾向的有效途径之一。模具放入冷却液后,应适当旋转,改变旋转方向,有利于保持零件冷却速度均匀,并能明显减少变形,防止开裂倾向。6.回火控制模具零件从冷却液中取出后,不应留在空气中
7.WEDM前的淬火处理。对于一些用WEDM加工的冲压模具零件,在WEDM前应采用分级淬火和多次回火(或高温回火)热处理工艺,以提高零件的淬透性,使其内应力分布趋于均匀,处于小内应力状态。内应力越小,线切割后变形和开裂的倾向越小。