淬火冷镦模线切割开裂的对策

HEATS

　　随着电火花线切割加工工艺的广泛应用，冷镦模的淬火加工也越来越方便。但线切割加工过程中，冷镦模具也容易产生畸变和开裂，使模具报废。为此，笔者通过多年的深入研究，提出了一些防止开裂的对策。

　　1.冷镦模热处理概况

6 w& M4 {8 l7 L, z- Q

　　冷镦模工作时，凸模必须承受强裂烈的冲击力，其最大压应力可达到2500N/mm2，一般碳素工具钢或低合金工具钢最不能承受的，必须采用高强度韧性合金工具钢制造。同时凸模的工作表面还要承受剧烈的冲击性摩擦。如果凸模的耐磨不足，容易在凸模表面出现剥落和沟痕，进而引起凸模折断。冷镦凹模的型腔承受冲击性张力，因而在凹模壁产生冲击性切向拉应力，型腔表面承受强烈的摩擦和压力。如型腔复杂，在转角处因应力集中成为开裂危险点。另外在模壁出现磨损沟痕也会成为开裂危险点。因而模具表面抗磨损能力绝不可忽视。这就要求冷镦具有高硬度、高强度、高耐磨和足够的冲击韧度。

　　对模具寿命要求不高或轻载的冷镦凸模可采用9SiCr、T12A、Cr12MoV、GCr15、60Si2Mn等钢制造，凹模可采用T10A、Cr12MoV、GCr15钢制造，在制定热处理工艺时应针对模具工作条件和结构来制定淬、回火工艺。如T10A钢的常规热处理工艺为：760~780℃加热，水或油冷淬火，180~200℃低温回火，硬度为61~62HRC，冲击韧度为10J。生产中用T10A钢制作的冷镦凸模易出现崩刃和折断，针对这种现象，有的企业采用了新的热处理工艺，适当降低淬火加热温度(约750℃)，适当缩短保温时间，减少碳化物的固溶，防止奥氏体的含碳量增加，淬火后获得了50%以上的板条状马氏体，大幅度减少了淬火应力，淬回火后模具硬度达60~61HRC，冲击韧度达20J，因此模具寿命得提高。

　　对较大型高寿命冷镦模，应采用高强韧性、高耐磨性模具钢，例如：LD、DC53(Cr8Mo2SiV)、Cr12MoV、K340(日本牌号)这类钢强韧性很高，耐磨性稍次。在冷镦车间生产线上线切割加工的冷镦模具非常多，线切割加工时经常发生模具开裂事故。

( u" O9 {2 s* J% D4 k

　　2.冷镦模开裂的原因

4 \ V2 L& m( j' q & S/ F0 ~6 Z, M! {4 @+ V% e6 |

　　经反复论证和试验得出结论，模具开裂是由淬火残余内应力和材料韧度低造成的。圆筒形壁厚较薄模具，若在内壁进行切割，将其切割缺口，在即将切透时易产生炸裂。模具经热处理后会产生内应力(表面为拉伸应力，内部为压缩应力)，两种内应力相互抵消而保持内应力平衡状态，若未及时回火或回火不充分，在线切割加工时，将破坏内应力平衡，因材料韧度低使模具变形产生裂痕

; z. ^3 O' a3 |' t% c3 x

　　3.防止对策

9 q* i9 a( A5 u/ e. |: P

　　3.1合理选择加工工艺过程

+ l- K$ m) L6 T/ W$ `- U, C+ t- X

　　线切割模具坯料的大小，要根据模具的大小确定，不宜太小。在一般情况下，切割空间应位于坯料中部或离毛坯边缘较远而不易开裂的位置上，通常坯料边距应取8mm左右。

+ z: M5 ]% e& L

　　在允许的前提下，型腔模具的尖角处，应适当增加工艺圆角R，或在线切割之前将尖角处钻空，缓和应力集中。

$ k# Z- ]/ ^: ?4 y4 U+ W$ p