冷擠壓是一種高效、高精的少切削加工工藝,廣泛適用于機械制造等行業。采用冷擠壓工藝,可以在常溫下使金屬在模腔內產生塑性變形,從而獲得所需尺寸形狀和一定性能的產品。與其它工藝相比,冷擠壓可以節材30%-50%,節能40%-80%,還具有可加工形狀復雜零件等優點。因此,冷擠壓工藝的發展,帶動了冷擠壓冷作模具的熱處理革新與進步。
冷擠壓冷作模具的熱處理缺陷防止途徑和方法,簡介如下:
1.防止冷作模具的熱處理缺陷基本途徑
利用相變體積脹縮效應—增加殘余奧氏體含量;直接形成貝氏體;利用深冷處理調節體積脹縮;利用回火調節體積脹縮;合理配置模塊的流線方向;淬火前體積預脹縮處理。
降低淬火熱應力及組織應力—消除毛坯中的殘余應力;加熱及冷卻過程中溫度均勻;優選冷卻方式,控制應力平衡
提高斷裂抗力及塑性變形抗力—碳化物分布細小,圓勻;獲得板條狀隱晶狀馬氏體,避免顯微裂紋;奧氏體晶粒細化;及時回火消除淬火應力。
限形、整形防護及校正—利用相變超塑性效應,限形、整形;對危險部位進行防護;利用局部熱應力整形。
2.防止冷作模具的熱處理缺陷主要工藝方法
⑴低溫調質處理—稍高于A1--A1+20-40℃點溫度預淬火及550℃-650℃*2--4h高溫回火。其體積小于退火狀態,再經常規淬火時可顯著減少體積和尺寸膨脹程度。
、葡龖鼗—精密模具在精加工前進行除應力回火(530—550℃或680—700℃*2min/mm、爐冷至400℃空冷),消除冷加工殘余應力,減少淬火變形量。
、潜∪醪课坏姆雷o—對模具易淬裂、翹曲的部位用石棉繩或石棉板進行包扎、填塞;對易脹縮的方向,外加剛性支架、拉桿、預留工藝墻等結構強化措施;鉆銑工藝型孔使型腔形狀勻稱化,加塞熱平衡型芯、板塊改善降溫均勻性。
⑷合理選擇淬火加熱工藝—在淬火加熱過程中的受熱均勻性、裝爐的方式對淬裂及變形有很大的影響。加熱工藝的要點;在鹽浴爐中可用靜態加熱、局部加熱、多次加熱、合理吊掛及避開電極等,在箱式爐中可用合理放置、裝箱架空加熱或快速加熱等。另外,根據不同鋼號和冷卻方法可用低溫或高溫淬火工藝。
、珊侠磉x擇淬火冷卻工藝—根據模具型腔的形狀和易裂部位狀態可用空氣預冷、局部預冷、恒溫預冷、合理使用淬火介質、合理的冷卻操作、分級淬火、冷--熱浴復合分級淬火或整形淬火等工藝的應用。
、驶鼗鸸に—合金鋼制作的冷作模具,熱處理后在放置過程中有時會發生開裂和變形。這是由于淬火冷卻終止溫度過高就轉入回火爐中回火,在隨后的冷卻過程中殘余奧氏體向淬火馬氏體轉變所致。另外,高合金鋼如果回火不充分,在隨后的磨削加工中,因表面磨削溫度將殘余奧氏體中碳的析出,使該處Mf點上升而出現淬火馬氏體,在組織應力和熱應力作用下,使模具表面產生龜裂或型孔開裂。這些可通過多次回火來解決,經充分回火后,對需線切割或磨削加工的模具,事前進行140—160℃*12-24h熱油時效,可克服加工過程中自行碎裂或尺寸變化。
、藷崽幚碜冃蔚男U—利用回火過程應力松弛效應,促使彈性變形向塑性變形轉化而校正翹曲。用殘余奧氏體在低溫下的馬氏體轉變膨脹效應,校正Cr12系鋼模具在過熱淬火造成的體積收縮。用淬火熱應力(無相變加熱后熱縮處理)使模具型腔收縮,常用于校正變形、舊模具翻新和冷加工超差模具的補救。
3.提高冷作模具使用壽命的方法
、疟砻娣雷o--冷作模具的表面質量極為重要,即使存在輕微的脫碳、晶界內氧化或過度滲碳均將明顯惡化其強韌性。因此,在淬火加熱過程中,妥善保護表面,對于發揮模具鋼的耐磨強韌性能潛力,保證和提高模具壽命,具有重要的作用。