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，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。