模具加工减少缺陷的几个实用妙招！

为了提高模具的使用性能，很多厂商都会对其模具进行适当加工，模具加工指的是成型和制坯工具的加工，此外还包括剪切模和模切模具，但是在很多情况下，模具加工完也会体现出加工的缺陷，导致模具性能下降，那如何建设模具加工缺陷呢？其以下七大措施可建设模具加工缺陷。

1、合理选择和修整砂轮

采用白刚玉的砂轮较好，它的性能硬而脆，且易产生新的切削刃，因此切削力小，磨削热较小，在粒度上使用中等粒度，如46～60目较好，在砂轮硬度上采用中软和软(ZR1、ZR2和R1、R2)，即粗粒度、低硬度的砂轮，自励性好可降低切削热。精磨时选择适当的砂轮十分重要，针对模具钢材的高钒高钼状况，选用GD单晶刚玉砂轮比较适合，当加工硬质合金、淬火硬度高的材料时，优先采用有机粘结剂的金刚石砂轮，有机粘结剂砂轮自磨性好，磨出的工件粗糙度可达Ra0.2μm，近年来，随着新材料的应用，CBN(立方氮化硼)砂轮显示出十分好的加工效果，在数控成型磨床、坐标磨床、CNC内外圆磨床上精加工，效果优于其它种类砂轮。在磨削加工中，要注意及时修整砂轮，保持砂轮的锐利，当砂轮钝化后，会在工件表面滑擦、挤压，造成工件表面烧伤，强度降低。

2、合理使用冷却润滑液

发挥冷却、洗涤、润滑的三大作用，保持冷却润滑清洁，从而控制磨削热在允许范围内，以防止工件热变形。改善磨削时的冷却条件，如采用浸油砂轮或内冷却砂轮等措施。将切削液引入砂轮的中心，切削液可直接进入磨削区，发挥有效的冷却作用，防止工件表面烧伤。

3、将热处理后的淬火应力降低到最低限度

因为淬火应力、网状碳化组织在磨削力的作用下，组织产生相变极易使工件产生裂纹。对于高精度模具为了消除磨削的残余应力，在磨削后应进行低温时效处理以提高韧性。

模具的真空热处理包含了预备热处理、最终热处理及表面强化处理。通常热处理缺陷是指模具在最终热处理过程中或在以后的工序中以及使用过程中出现的各种缺陷，如淬裂、变形超差、硬度不足、电加工开裂、磨削裂纹、模具的早期破坏等。下面跟小编一起来详细了解这些缺陷预防措施吧！

淬裂

淬裂的原因及预防措施如下：

1、形状效应，主要是设计因素造成的，如圆角R过小、孔穴位置设置不当，截面过渡不好。

2、过热(过烧)，主要是由控温不准或跑温、真空热处理工艺不规范、不合理、特别是回火不充分。设置温度过高、炉温不均等因素造成，预防措施包括检修、校对控温系统，修正工艺温度，在工件与炉底板间加垫铁等。

3、脱碳，主要由过热(或过烧)、空气炉无保护加热、机加余量小，锻造或预备热处理残留脱碳层等因素造成，预防措施为可控气氛加热，盐浴加热，真空炉、箱式炉采用装箱保护或使用防氧化涂料；机加工余量加大2～3mm。

4、冷却不当，主要是冷却剂选择不当或过冷造成，应当掌握淬火介质冷却特性或回火处理。

5、原材料组织不良，如碳化物偏析严重，锻造质量差，预备热处理方法不当等，预防措施是采用正确的锻造工艺和合理的预备热处理制度。

硬度不足

硬度不足的原因和预防措施如下：

1、淬火温度过低，主要是由于工艺设置温度不当、控温系统误差、装炉或进入冷却槽方法不当等原因造成，应该修正工艺温度，检修校核控温系统，装炉时，工件间隔合理摆放均匀，分散入槽，禁止堆积或成捆入槽冷却。

2、淬火温度过高，这是由工艺设置温度不当或控温系统误差造成，应当修正工艺温度，检修校核控温系统。

3、过回火，这是由回火温度设置过高、控温系统故障误差或炉温过高时入炉造成，应当修正工艺温度，检修校核控温系统，不高于设置炉温装入。

4、冷却不当，原因是预冷时间过长，冷却介质选择不当，淬火介质温度渐高而冷却性能下降，搅拌不良或出槽温度过高等，措施：出炉、入槽等要快；掌握淬火介质冷却特性；油温60～80℃，水温30℃以下，当淬火量大而使冷却介质升温时，应添加冷却淬火介质或改用其它冷却槽冷却；加强冷却剂的搅拌；在Ms+50℃时取出。

5、脱碳，这是由原材料残留脱碳层或淬火加热时造成，预防措施为可控气氛加热，盐浴加热，真空炉、箱式炉采用装箱保护或使用防氧化涂料；机加工余量加大2～3mm。

变形超差

在机械制造中，热处理的淬火变形是绝对的，而不变形才是相对的。换句话说，只是一个变形大小的问题。这主要是由于热处理过程中马氏体相变具有表面浮凸效应。预防热处理变形(尺寸变化和形状变化)是一项非常困难的工作，在许多情况下，不得不依靠经验加以解决。这是因为不仅钢种和模具形状对热处理变形有影响，不当的碳化物分布状态及锻造和热处理方法同样会引起或加剧，而且在热处理诸多条件中，只要某一条件发生变化，钢件的变形程度就会有很大变化。尽管在相当长时间还主要靠经验和试探法去解决热处理变形问题，但正确掌握原材料锻造、模块取向、模具形状、热处理方法与热处理变形的关系，从已经积累的实际数据中去把握热处理变形规律，建立有关热处理变形的档案资料，却是一项极有意义的工作。

脱碳

脱碳是由于钢件在加热或保温时，因周围气氛的作用，使表面层部分的碳全部或部分丧失的现象和反应。钢件的脱碳不仅会造成硬度不足、淬裂和热处理变形及化学热处理缺陷，而且对疲劳强度、耐磨性及模具性能也有很大影响。

放电加工引起的裂纹

在模具制造中，采用放电加工(电脉冲及线切割)是越来越普遍采用的加工方法，但随着放电加工的广泛应用，其引起的缺陷也相应增多。由于放电加工是借助于放电所产生的高温而使模具表面熔化的加工方法，因此，在其加工表面形成白色的放电加工变质层，并产生800MPa左右的拉应力，这样，在模具的电加工过程中常出现变形或裂纹等缺陷。因此，采用放电加工的模具，必须充分掌握放电加工对模具材料的影响，并预先采取相应的预防措施。防止热处理时的过热和脱碳，并进行充分回火以降低或消除残留应力；为了充分消除淬火时产生的内应力，要进行高温回火，因此应采用能承受高温回火的钢种(如Crl2型、ASP一23、高速钢等)，以稳定的放电条件进行加工；放电加工后，作稳定化松驰处理；设置合理的工艺孔、槽；充分消除再凝固层，以便在健全的状态下使用；利用矢量平移原理，对切割前哨已集中的部分内应力傲切通引流分散释放。

韧性不足

韧性不足的原因可能是淬火温度过高，且保温时间过长引起晶粒粗化造成的，或由于没有避开回火脆性区进行回火。

磨削裂纹

当工件内有大量的残留奥氏体时，在磨削热的作用下，发生回火转变，从而产生组织应力，导致工件开裂。其预防措施是：淬火后进行深冷处理或多次重复回火(模具回火一般为2～3次，即使是冷加工用低合金工具钢也是如此)，最大限度地降低残留奥氏体量。

磨具磨床磨削：grinding001

磨具技术｜磨床应用｜磨削技术｜砂轮选型

4、消除磨削应力

也可将模具在260～315℃盐浴中浸1.5 min，然后在30℃油中冷却，这样硬度可下降1HRC，残留应力降低40%~65%。

5、恒温磨削

对于尺寸公差在0.01 mm以内的精密模具的精密磨削要注意环境温度的影响，要求恒温磨削。由计算可知，300mm长的钢件，温差3℃时，材料有10.8μm左右的变化，(10.8=1.2×3×3，每100mm变形量1.2μm/℃)，各精加工工序都需充分考虑这一因素的影响。

6、采用电解磨削加工

改善模具制造精度和表面质量。电解磨削时，砂轮刮除氧化膜:而不是磨削金属，因而磨削力小，磨削热也小，不会产生磨削毛刺、裂纹、烧伤等现象，一般表面粗糙度可优于Ra0.16μm；另外,砂轮的磨损置小,如磨削硬质合金，碳化硅砂轮磨损量大约为磨削掉的硬质合金重量的400%～600%,用电解磨削时，砂轮的磨损量只有硬质合金磨除量的50%～100%。

7、合理选择磨削用量

采用径向进给量较小的精磨方法甚至精细磨削。如适当减少径向进给量及砂轮速度、增大轴向进给量，使砂轮与工件接触面积减少，散热条件得到改善，从而有效地控制表层温度的提高。

（模具人杂志）

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