如何解决冲压模具热处理变形和开裂的问题

冲压模具零件的结构形状，截面尺寸的差异，不同的热处理过程中加热和冷却速度，热应力和组织应力和体积变化的相变的组合下，造成部分体积膨胀或收缩，这样的尺寸和形状偏差、变形，甚至开裂原因。影响冲压模具热处理变形和开裂的原因是多方面的，主要是与钢的化学成分和原结构截面尺寸和形状的结构、构件和热处理工艺等因素有关。热处理变形是不可避免的，但可以防止裂纹的产生。

预备热处理：冲压模锻件，共析钢要归一化处理，然后进行球化退火，以消除锻造在二次渗碳体网，细化晶粒，消除内应力，并为后续的治疗准备组织。冲压前应进行冷回火。对于一些比较复杂的形状，高精度模具，在粗加工完成前，应先进行调质处理，以减少淬火变形，避免开裂倾向，并为最终的热处理做好准备。

淬火和回火工艺的优化：淬火零件的保护：淬火和回火是影响冲压件热处理变形或开裂的重要因素。对于易变形或易开裂的零件，必须采取有效的防护措施，使零件形状、截面对称、内应力均化。常用的保护方法有：包法、完井法、块法。

加热方式的改进：对于一些小型冲压密集或细长圆柱形零件，预热到520-580℃之前，再放入中温盐浴炉加热淬火温度，比直接使用电炉、反射炉加热淬火零件变形明显减小，并能控制开裂倾向。特别是高合金钢模具零件，正确的加热方法是：预热，然后上升至淬火温度。在加热过程中，应缩短高温期，减少淬火变形，避免产生细小裂纹。

加热温度的测定：淬火温度过高，使奥氏体晶粒粗大，导致氧化和脱碳，零件变形和开裂倾向增大。在一定的加热温度范围内，淬火温度降低会导致零件的孔缩，孔径变小。因此，应选择加热温度上限的调节。在合金钢的情况下，加热温度高，导致内孔扩大，孔径变大。因此，应选择加热温度下限值。

合金钢冷却液的选择，降低淬火变形的最佳途径是采用硝酸钾和亚硝酸钠恒温淬火或间断淬火，特别适用于复杂形状、尺寸要求精确的冲压模具。有些多孔模具零件（如多孔模具），等温淬火时间不宜过长，否则会使孔或孔间距变大。如果使用冷却收缩油，利用硝酸盐的冷却膨胀特性，采用双介质淬火降低零件变形是合理的。

冷却方式的优化：当零件从炉冷却之前，应放置在适当的空气预冷，然后进入冷却淬火，减少零件淬火变形和开裂倾向于防止零件的有效方法之一。模具零件进入冷却液后，应适当旋转，并使旋转方向发生变化，有利于构件保持均匀的冷却速度，能明显降低变形，防止开裂倾向。