冷作模具线切割加工变形和开裂的对策

1、产生变形及裂纹的主要因素 1.1冷作模具结构 (1)凡窄长形状的凹模、凸模易产生变形,其变形量的大小与形状复杂程度、长宽比、型腔与边框的宽度比有关。形状越复杂，长宽比及型腔与边框宽度比越大，其变形量越大。变形的规律是型腔中部尊重瘪入，凸模通常是翘曲。 （2）凡是形状复杂清角的淬火型腔，在尖角处极易产生裂纹，甚至易出现炸裂现象，出现的频率与材料的成分，热处理工艺等有关。 (3)圆筒形壁厚较薄零件,若在内壁进行切割,易产生变形,一般由圆形变成椭圆形.若将其切割缺口,在即将切透时易产生炸裂现象. (4)由零件外部切入的较深槽口易主生变形，变形规律为口部内收，变形量的大小　与槽口的深度及材料性质有关． 　　１.2热加工工艺 (1)冷作模具毛坯在始锻温度过高或过低,终锻温度偏低. (2)终锻温度过高,晶粒长大,终锻后冷却速度过慢,有网状碳化物析出的模坯. (3)锻坯退火没有按照球化退火工艺进行,球化珠光体超过5级的零件. (4)淬火工件未及时回火和回火不充分的零件. 1.3机械加工工艺 (1)面积较大的凹模,中间大面积切除而又事先未挖空,因切去框内较大的体积,框形尺寸将产生一定的变形. (2)凡坯料中无外形起点穿丝孔,不得不从还料外切入的,不论其凸模回火形状如何，一般容易产生变形，尤其是淬火件变形严重，甚至在切割过程中产生裂纹． （３）对已热处理后磨削的冷模具，无砂轮粒度、进刀量、冷却方式等工艺要求，磨削后表面有烧伤及微裂纹等疵病的冷作模具零件。 1.4冷作模具用材料 (1)原材料存在严重的碳化物偏析. (2)淬透性差,易变形的材料. 1.5线切割工艺 (1)线切割的加工流程选择不当,易产生变形. (2)工件的装夹方式不可靠,装夹点的选择不当,均易产生变形. (3)电规准选择不当,易产生裂纹. 2.防止变形和开裂的措施 2.1选择变形量小的材料采用正确的热处理工艺 为了防止和减少变形,开裂,对需要线切割加工的冷作模具,应对材料的选择,热加工,热处理各个制程过程一世都要充分关注和重视. (1)严格原材料化学成分,金相组织和探伤栓查,不合格原材料和粗晶粒钢材及有害杂质含量超标钢材不宜选用. (2)尽量选用真空冶炼.炉外精炼或电渣重熔钢材. (3)避免选用淬透性差.易变形的材料. (4)毛胚料应合理锻造.拔长.锻压比等遵守锻造守则,原材料长期工度与直径之比(即锻造比)最好选2~3. (5)改进热处理工艺,采用真空加热,保护气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热及分级淬火.等温淬火. (6)选择理想的冷却速度和冷却介质. (7)冷作模具淬火后应及时回火,尽量消除淬火内应力,降低脆性. (8)用较长时间回火,提高模具抗断裂韧性值. (9)充分回火,获得稳定的组织性能. (10)多次回火使残余奥氏体转变充分和消除新的应力. (11)对对有第二类回火脆性冷作模具高温回火后应快冷(水冷或油冷),可消除第二类回火脆性. (12)冷作模具化学热处理之前进行扩散退火,球化退火,调质处理,充分细化原始组织. 2.2优化线切割加工的工艺方案 (1)改进切割方法. A 改一次切割到位的传统习惯为加粗.精2次切割,以便第1次粗切割后的变形量在精切割时被修正,一般精切割时的切割后的变形量大小而定,一般取0.5um左右即可.这种办法常应用于形状复杂而势必产生变形的零件或要求精度较高.配合间隙较小的模具. B 改2点装夹为单点装夹,以便切割过程中的变形能自由伸张,防止2点装夹对变形的干涉,但要注意,单点变形吸影响废料部位,避免了对成型部位的影响率. C 对易变形的切割零件,要根据零件形状特征统筹安排切割的起点.程序走向及装夹位置.以尽量减少变形量.一般应选择较平坦,已精加工或对工作性能影响不大的部位设置线切割的起始点. (2)选择合理的工艺参数. A 采用高峰值窄脉冲电参数,使冷作模具工件材料以气相抛出,气化热大大诇地熔化热.以带走大部分热量,避免工件表面热而产生变形. B 有效地进行逐个脉冲检测,控制好集中放电脉冲串的长度,也可解决局部过热问题,消除裂纹的产生. C 脉冲能量对裂纹的影响极其明显,能量越大,裂纹则越宽越深;脉冲能量很小时,例如采用精加工电规准,表面粗糙度值Ra<1025um,一般不易出现裂纹.