精密模具零件冷却介质

精密模具零件冷却介质和冷却方法的影响  

模具热处理变形往往是在淬火冷却后所表现出来的，这虽然有以上各种因素的影响，但冷却过程中的影响也是不可忽视的。

一、 变形产生的原因  

当模具冷却到Ms点以下时，钢即发生相变，除因冷却不一致所早成的热应力外，还有因相变的不等时性而产生的组织应力，冷却速度越快，冷却越不均匀，产生的应力越大，模具的变形也越大。    

二、 精密模具零件预防措施  

1）在保证模具硬度要求的前提下，尽量采用预冷，对于碳素钢和低合金模具钢可预冷至棱角部位发黑（720~760ºC）。对于在珠光体转变区过冷奥氏体较稳定的钢种可预冷至700ºC左右。  

2）采用分级冷却淬火能显著减少模具淬火时产生的热应力和组织应力，是减少一些复杂模具变形的有效方法。

3）对一些精密复杂模具，采用等温淬火能显著减少变形。  

三、改进热处理工艺、减少精密模具零件热处理变形  

模具在淬火后的变形，不论采取什么方法，变形都是无法避免的，但是对于要严格控制变形量的精密复杂模具可采取以下方法进行控制。  

1、 采用调质热处理  

对基体硬度要求不高，而表面硬度要求较高的精密复杂模具，可采取模具粗加工后进行调质热处理，精加工后进行低温氮化处理（500~550ºC），由于模具氮化温度低，不存在基体组织相变，另外炉冷至室温出炉，冷却应力也较少，模具变形较小。  

2 、 采用预先热处理  

对精密复杂模具，如其硬度要求不太高，可采用预先热处理的预硬钢，对模具钢（如3Cr2Mo, 3CrMnNiMo钢）进行预先热处理，使之到达使用时的硬度（较低硬度为25~35HRC，较高硬度为40~50HRC），然后把模具加工成型不再进行热处理，从而保证精密复杂模具的精度。  

3、 采用时效硬化型模具钢  

对精密复杂模具可采用时效硬化钢，如PMS(1Ni3Mn2CuA1.Mo)钢是一种新型时效模具钢，在870ºC固溶淬火后的硬度在30HRC左右，便于机械加工，模具加工成型后再进行500ºC左右的时效热处理，即可获得40~45HRC的较高硬度，模具变形较小，只需要进行抛光处理，是理想的精密复杂模具用钢。

四、结语  

 精密复杂精密模具零件的变形原因往往是复杂的，但是我们只要掌握其变形规律，分析其产生的原因，采用不同的方法进行预防模具的变形是能够减少的，也是能够控制的。一般来说，对精密复杂模具的热处理变形可采取一下方法预防。  

1）合理选材。对精密复杂模应选择材质好的微变形模具钢（如空淬钢），对碳化物偏析严重的模具钢应进行合理锻造并进行调质热处理，对较大和无法锻造模具钢可进行固溶双细化热处理。

2）模具结构设计要合理，厚薄不要太悬殊，形状要对称，对于变形较大模具要掌握变形规律，预留加工余量，对于大型、精密复杂模具可采用组合结构。  

3）精密复杂模具要进行预先热处理，消除机械加工过程中产生的残余应力。

4）合理选择加热温度，控制加热速度，对于精密复杂模具可采取缓慢加热、预热和其他均衡加热的方法来减少模具热处理变形。    

5）在保证模具硬度的前提下，尽量采用预冷、分级冷却淬火或温淬火工艺。  

6）对精密复杂模具，在条件许可的情况下，尽量采用真空加热淬火和淬火后的深冷处理。  

7）对一些精密复杂的模具可采用预先热处理、时效热处理、调质氮化热处理来控制模具的精度。 

另外，正确的热处理工艺操作（如堵孔、绑孔、机械固定、适宜的加热方法、正确选择模具的冷却方向和在冷却介质中的运动方向等）和合理的回火热处理工艺也是减少精密复杂模具变形的有效措施。