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
⑴低溫調(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。
⑵消除應(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。
⑷合理選擇淬火加熱工藝—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(kāi)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。
⑸合理選擇淬火冷卻工藝—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(kāi)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(kāi)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。
⑺熱處理變形的校正—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
⑴表面防護(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。