根據(jù)多年生產(chǎn)實(shí)踐證明,采用線切割加工冷作凸、凹模,加工后產(chǎn)生了變形甚至開(kāi)裂,尤以碳素工具鋼為甚。要解決這個(gè)問(wèn)題,除選用合金鋼以外,正確選擇鋼材牌號(hào)和掌握鍛造工藝,制定正確的模具坯料熱處理工藝是非常重要的措施。下面淺析線切割加工模具前的熱處理實(shí)踐。
一些內(nèi)型復(fù)雜的緊固件冷作模具,在線切割加工前,不僅要求硬度高、強(qiáng)度和韌性好,更重要的是要保證淬透性。在保證力學(xué)性能的前提下,要使模具淬火應(yīng)力處于最低狀態(tài),更重要的是采取一些必要的措施。
(1)大、中型模坯在淬火加熱前必須經(jīng)過(guò)650℃預(yù)熱0.5~1.5h,消除機(jī)械加工應(yīng)力,減少材料由彈性畸變轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄曰兊臋C(jī)會(huì),增加模具的穩(wěn)定性。
(2)盡量采用分級(jí)淬火或等溫淬火工藝,使熱應(yīng)力和組織應(yīng)力不同時(shí)產(chǎn)生。
(3)嚴(yán)格控制回火溫度,要求測(cè)溫精確,采用溫度均勻的油浴爐或循環(huán)流動(dòng)空氣電阻爐為佳。淬火后,模坯需趁熱回火,在保證硬度的前提下,盡量提高回火溫度。趁熱回火實(shí)質(zhì)上是等溫淬火,讓模具內(nèi)部形成不穩(wěn)定的等溫淬火馬氏體的組織,然后進(jìn)行二次回火,得到回火馬氏體。對(duì)于大型模坯,截面較厚的模具有時(shí)必須進(jìn)行第三次回火,最后加人工時(shí)效以保證模具的穩(wěn)定性。
(4)各種模坯為減少變形量,可以對(duì)未加工的模具材料進(jìn)行一次調(diào)質(zhì)處理。在線切割加工前一般都應(yīng)進(jìn)行粗加工,然后進(jìn)行淬火,以減少線切割加工余量以及線切割后的變形
(5)大型模坯經(jīng)鍛造后需高溫?cái)U(kuò)散退火或正火處理一次,再等溫球化退火,消除網(wǎng)狀碳化物,然后預(yù)先調(diào)質(zhì)熱處理,細(xì)化組織,減少應(yīng)力。
(6)對(duì)合金工具鋼及截面較厚的冷作模具鋼和H13、65Nb、GD鋼材,淬火溫度應(yīng)提高20~30℃,可以較大地提高淬透性、淬硬性和沖擊韌度。
(7)對(duì)于型腔復(fù)雜、精度要求較高的模具,采用LD、Cr12MoV鋼進(jìn)行高淬高回二次硬化處理,再次中溫回火就可以很好地消除淬火應(yīng)力。
(8)為了提高模具壽命進(jìn)行的氮碳共滲,離子氮化或表面電火花熔滲等化學(xué)熱處理,應(yīng)在線切割加工后進(jìn)行?;瘜W(xué)熱處理后,其表層的回火穩(wěn)定性明顯提高,為提高模具使用壽命創(chuàng)造了條件。
(9)對(duì)于淬透性差且尺寸既大又厚的CrWMn鋼及GCr15、9Mn2V鋼的模具,由于淬不透會(huì)造成模具內(nèi)應(yīng)力很大,在線切割時(shí)及之后很容易產(chǎn)生較大的變形,甚至開(kāi)裂。因而需采取預(yù)先開(kāi)腔的辦法。即淬火前在需要線切割處預(yù)留1—2mm的線切割加工余量,經(jīng)過(guò)淬火后再進(jìn)行切割。預(yù)先開(kāi)腔淬火具有刃口部分易淬硬的優(yōu)點(diǎn),且改變了內(nèi)應(yīng)力的分布狀態(tài)。因此,不會(huì)產(chǎn)生變形和開(kāi)裂,質(zhì)量較優(yōu)