冷擠壓是一種高效、高精的少切削加工工藝，廣泛適用于機(jī)械制造等行業(yè)。采用冷擠壓工藝，可以在常溫下使金屬在模腔內(nèi)產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需尺寸形狀和一定性能的產(chǎn)品。與其它工藝相比，冷擠壓可以節(jié)材30%-50%，節(jié)能40%-80%，還具有可加工形狀復(fù)雜零件等優(yōu)點(diǎn)。因此，冷擠壓工藝的發(fā)展，帶動(dòng)了冷擠壓冷作模具的熱處理革新與進(jìn)步。
　　冷擠壓冷作模具的熱處理缺陷防止途徑和方法，簡(jiǎn)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(yīng)—增加殘余奧氏體含量；直接形成貝氏體；利用深冷處理調(diào)節(jié)體積脹縮；利用回火調(diào)節(jié)體積脹縮；合理配置模塊的流線方向；淬火前體積預(yù)脹縮處理。
　　降低淬火熱應(yīng)力及組織應(yīng)力—消除毛坯中的殘余應(yīng)力；加熱及冷卻過(guò)程中溫度均勻；優(yōu)選冷卻方式，控制應(yīng)力平衡
　　提高斷裂抗力及塑性變形抗力—碳化物分布細(xì)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(xì)化；及時(shí)回火消除淬火應(yīng)力。
　　限形、整形防護(hù)及校正—利用相變超塑性效應(yīng)，限形、整形；對(duì)危險(xiǎn)部位進(jìn)行防護(hù)；利用局部熱應(yīng)力整形。
　　2.防止冷作模具的熱處理缺陷主要工藝方法
　?、诺蜏卣{(diào)質(zhì)處理—稍高于A1--A1+20-40℃點(diǎn)溫度預(yù)淬火及550℃-650℃*2--4h高溫回火。其體積小于退火狀態(tài)，再經(jīng)常規(guī)淬火時(shí)可顯著減少體積和尺寸膨脹程度。
　?、葡龖?yīng)力回火—精密模具在精加工前進(jìn)行除應(yīng)力回火(530—550℃或680—700℃*2min/mm、爐冷至400℃空冷)，消除冷加工殘余應(yīng)力，減少淬火變形量。
　　⑶薄弱部位的防護(hù)—對(duì)模具易淬裂、翹曲的部位用石棉繩或石棉板進(jìn)行包扎、填塞；對(duì)易脹縮的方向，外加剛性支架、拉桿、預(yù)留工藝墻等結(jié)構(gòu)強(qiáng)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。
　?、群侠磉x擇淬火加熱工藝—在淬火加熱過(guò)程中的受熱均勻性、裝爐的方式對(duì)淬裂及變形有很大的影響。加熱工藝的要點(diǎn)；在鹽浴爐中可用靜態(tài)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(jù)不同鋼號(hào)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(jù)模具型腔的形狀和易裂部位狀態(tài)可用空氣預(yù)冷、局部預(yù)冷、恒溫預(yù)冷、合理使用淬火介質(zhì)、合理的冷卻操作、分級(jí)淬火、冷--熱浴復(fù)合分級(jí)淬火或整形淬火等工藝的應(yīng)用。
　　⑹回火工藝—合金鋼制作的冷作模具，熱處理后在放置過(guò)程中有時(shí)會(huì)發(fā)生開裂和變形。這是由于淬火冷卻終止溫度過(guò)高就轉(zhuǎn)入回火爐中回火，在隨后的冷卻過(guò)程中殘余奧氏體向淬火馬氏體轉(zhuǎn)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(diǎn)上升而出現(xiàn)淬火馬氏體，在組織應(yīng)力和熱應(yīng)力作用下，使模具表面產(chǎn)生龜裂或型孔開裂。這些可通過(guò)多次回火來(lái)解決，經(jīng)充分回火后，對(duì)需線切割或磨削加工的模具，事前進(jìn)行140—160℃*12-24h熱油時(shí)效，可克服加工過(guò)程中自行碎裂或尺寸變化。
　?、藷崽幚碜冃蔚男Ｕ?mdash;利用回火過(guò)程應(yīng)力松弛效應(yīng)，促使彈性變形向塑性變形轉(zhuǎn)化而校正翹曲。用殘余奧氏體在低溫下的馬氏體轉(zhuǎn)變膨脹效應(yīng)，校正Cr12系鋼模具在過(guò)熱淬火造成的體積收縮。用淬火熱應(yīng)力(無(wú)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(bǔ)救。
　　3.提高冷作模具使用壽命的方法
　?、疟砻娣雷o(hù)--冷作模具的表面質(zhì)量極為重要，即使存在輕微的脫碳、晶界內(nèi)氧化或過(guò)度滲碳均將明顯惡化其強(qiáng)韌性。因此，在淬火加熱過(guò)程中，妥善保護(hù)表面，對(duì)于發(fā)揮模具鋼的耐磨強(qiáng)韌性能潛力，保證和提高模具壽命，具有重要的作用。
　　⑵真空淬火—是確保模具表面無(wú)缺陷，并可脫除部分有害雜質(zhì)的熱處理工藝，能顯著提高模具的強(qiáng)韌性及使用壽命。由于真空設(shè)備價(jià)格較貴，對(duì)于一般小企業(yè)可用外接機(jī)械泵的簡(jiǎn)易真空罐加熱，冷卻時(shí)取出真空罐通入氮?dú)?，或開罐取出分級(jí)淬火。
　　⑶選擇合適的淬火溫度--淬火加熱規(guī)范決定了奧氏體的實(shí)際晶粒度，從而對(duì)馬氏體的形態(tài)及回火后的性能都有顯著的影響。對(duì)低淬透性模具鋼提高淬火溫度，有利于提高鋼的抗壓屈服強(qiáng)度與熱穩(wěn)定性，但使韌性下降。對(duì)高合金鋼模具用淬火溫度下限，可提高韌性、減少變形和開裂。
　?、染Я＜疤蓟锏奈⒓?xì)化處理--奧氏體晶粒和碳化物微細(xì)化處理，可同時(shí)起到提高模具的強(qiáng)度、韌性與耐磨性的作用。
　　⑸噴液淬火—以高速、高壓液流對(duì)冷鐓、冷沖模型孔或表面進(jìn)行淬火，具有強(qiáng)烈的冷卻作用，能提高淬硬層深度和硬度，加大表層殘余壓應(yīng)力。
　?、史旨?jí)淬火和等溫淬火—可提高冷作模具的強(qiáng)韌性。
　?、诵巫儫崽幚?mdash;綜合利用形變強(qiáng)化及相變強(qiáng)化效應(yīng)。可大幅度提高冷作模具強(qiáng)韌性，從而提高重載冷作模具的使用壽命，但實(shí)際應(yīng)用還存在很多工藝問(wèn)題。
　　⑻冷處理—將淬火后的模具鋼降溫到-50℃至-80℃稱為冷處理，降溫到-150至-195℃稱為深冷處理。深冷處理比冷處理更能提高硬度及耐磨性。
　　⑼合理的回火工藝—回火處理是消除或降低模具的內(nèi)應(yīng)力、調(diào)節(jié)強(qiáng)度和韌性的重要工序。另外，為了提高模具的使用性能，在回火時(shí)需避開材料的回火脆性溫度區(qū)。
　　⑽表面強(qiáng)化處理(表面合金化)--模具工作型面直接承受機(jī)械載荷，是磨損、咬合、斷裂失效的發(fā)源地。對(duì)模具進(jìn)行表面強(qiáng)化處理(以化學(xué)熱處理為主)，是提高使用壽命的重要途徑。其主要作用為提高模具的耐磨性、提高抗咬合能力、減少?zèng)_壓成型力、兼顧耐磨性和強(qiáng)韌性及提高疲勞斷裂抗力等。
　　常州振博機(jī)械，從事冷擠壓生產(chǎn)加工二十多，工藝和技術(shù)有這自己獨(dú)特的一套，解決冷擠壓模具的熱處理缺陷只是一個(gè)我們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中遇到的小小的問(wèn)題，拿出來(lái)和大家分享一下而已。

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