提高线切割冲模寿命的途径初探

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1、山东海阳无线电元件厂孙耀彤摘要分析了线切割加工冲模的应力状态，提出提高线切割加工冲模寿命的方法，即消除应力和改善冲模（凸模、凹模）表面质量的方法。关键词线切割加工冲模寿命应力14001200,?1000X原磧度区响d+E火itut»,2o-ioocX8h时效•H00rX2h«电加工＞1996年第3期—27—1.前言目前电火花线切割机被广泛应用于模具加工。由于线切割加工一般都是在凸模、凹模、卸料板等热处理后进行，从而避免了热处理变形、表面脱碳等弊病。但在很多单位，往往是线切割后稍加研磨就装配使用，还有的不经研磨就直接装配使用

2、。结果经常出现崩刃、折断、碎裂现象便不出现上述玖象，刃磨寿命也不长。本文就线切割面的应力状态及消除应力、提髙冲模寿命问题，作粗浅探讨.2.线切割加工的应力状态国内绝大多数模具加工单位都是使用国产髙速走丝线切割机，这种线切割机的切割表面粗糙度一般都在2.5Mm以上，硬度分布和内应力状态都很差。在线切割时，放电区电流密度髙达10000A/mm2,温度髙达1OOOO〜12000X?,而后加注的介质液急剧冷却，致使表层组织硬度仅为20HRC左右（白层区〉，接着是硬度髙达70HRC以上的髙硬层，再往里为热影响区，最后才是原硬度区。尤

3、为严重的是原材料内部因为淬火而呈拉应力状态，线切割所产生的热应力也是拉应力，两种应力叠加的结果很容易达到材料的强度极限而产生微裂纹，从而大大缩短冲模寿命，因此线切割不能作为凸模；凹模的最终加工工序。从图1中可以看出线切割后切口断面硬度分布及回火、时效的硬度变化情况。3.消除线切割产生的应力的措施（1）线切割后进行去白层soo4盼200°102030405060^深度（pm〉困1线切割后的硬度分布反凹火硬度变化.材料：C,WMa多数模具加工单位是在线切割后，用研磨的办法去掉表层20HRC的灰白层（即白层），便进行装配使用。因

4、为这样做虽然去掉硬度低的白层，但没有改变线切割造成的应力区的应力状态：即使增加线切割后的研磨余量，力图将髙硬层研去，一是硬度髙达70HRC,研磨困难，二是容易破坏零件几何形状，尤其是结构复杂的凸、凹模。线切割产生的髙硬度层并不能提髙冲模寿命，因为脆性过大是产生裂纹、崩刃的根本原因。（2）线切割后，研磨去白层，再低温回火处理在线切割后，将白层研磨掉•再在160〜180‘C回火2h，则白层下面的髙硬层约降低5〜6HRC,线切割产生的热应力亦有所降低，从而提髙了冲模韧性，延长了寿命。但由于回火时间短，热应力消除不彻底，冲模寿命不

5、理想。（3）线切割后进行磨削加工磨削加工去掉白层和髙硬层，也可提髙冲模寿命。因为磨削时产生的热应力也是拉应力，与线切割产生的热应力盘加，无疑会加剧冲模损坏。若在磨削之后，再进行低温时效处理，则可消除应力影响，显著提髙冲模韧性，从而大大提髙冲模寿命。因为几何形状复杂的冲模大多数是线切割加工，所以磨削形状复杂的冲模必须用价格昂贵的坐标磨和光学曲线磨，这两种设备一般厂家都不具备，故推广困难。（4）线切割后进行喷丸处砰，再进行低温回火线切割后进行喷丸处理•可使线切割切口的残余奥氏体转变为马氏体，提高冲矶的强度和硬度，并便茨面’层应

6、力状态发生变比，拉应力降低，甚至变为压应力状态，使裂纹萌生和扩展困难;再结合低温回火.消除部分淬火层的内部拉应力，从而使冲模寿命提高10〜20倍，喷丸处理受设备和冲模形状（内表面）限制，应用有限。（5）线切割后进行研磨.再进行低温时效处理线切割表面经过研磨后，再进行<120〜150）rx（5〜10）h低温时效处理（亦称低温补充回火）或进行（160〜180）CX（4〜6）h低温回火，均能降低髙硬层硬度，消除淬火层内部拉应力，从而降低了脆性，提髙了韧性，冲模寿命可提髙2倍以上。这一方法简便易行，效果明显，易于推广。1.应用举例

7、有一材料为CrWMn的冲模，线切割后分别做如下处理，则其寿命差异非常明显，（1）直接用于冲裁•刃磨寿命10742次；（2）160C回火2h•刃磨寿命11180次；（3）研磨去白层，刃磨寿命14680次；（4）研磨去白层，16冲教次数86

8、42o.o.o.o.《BU1)SE®（b）凹模困3後具刃口磨相扩展情况祓加工材料：0.5mm畦钠片金，原工艺为（960〜980）"C油淬+（160〜180）CX2h回火.线切割、钳工研磨后，直接（下转第34页）<电加工》1996年第3