隨著電火花線切割加工工藝的廣泛應用，冷鐓模的淬火加工也越來越方便。但線切割加工過程中，冷鐓模具也容易產(chǎn)生畸變和開裂，使模具報廢。為此，筆者通過多年的深入研究，提出了一些防止開裂的對策。

　　1.冷鐓模熱處理概況

　　冷鐓模工作時，凸模必須承受強裂烈的沖擊力，其壓應力可達到2500N/mm2，一般碳素工具鋼或低合金工具鋼最不能承受的，必須采用高強度韌性合金工具鋼制造。同時凸模的工作表面還要承受劇烈的沖擊性摩擦。如果凸模的耐磨不足，容易在凸模表面出現(xiàn)剝落和溝痕，進而引起凸模折斷。冷鐓凹模的型腔承受沖擊性張力，因而在凹模壁產(chǎn)生沖擊性切向拉應力，型腔表面承受強烈的摩擦和壓力。如型腔復雜，在轉(zhuǎn)角處因應力集中成為開裂危險點。另外在模壁出現(xiàn)磨損溝痕也會成為開裂危險點。因而模具表面抗磨損能力絕不可忽視。這就要求冷鐓具有高硬度、高強度、高耐磨和足夠的沖擊韌度。

　　對模具壽命要求不高或輕載的冷鐓凸模可采用9SiCr、T12A、Cr12MoV、GCr15、60Si2Mn等鋼制造，凹?？刹捎肨10A、Cr12MoV、GCr15鋼制造，在制定熱處理工藝時應針對模具工作條件和結(jié)構(gòu)來制定淬、回火工藝。如T10A鋼的常規(guī)熱處理工藝為：760~780℃加熱，水或油冷淬火，180~200℃低溫回火，硬度為61~62HRC，沖擊韌度為10J。生產(chǎn)中用T10A鋼制作的冷鐓凸模易出現(xiàn)崩刃和折斷，針對這種現(xiàn)象，有的企業(yè)采用了新的熱處理工藝，適當降低淬火加熱溫度(約750℃)，適當縮短保溫時間，減少碳化物的固溶，防止奧氏體的含碳量增加，淬火后獲得了50%以上的板條狀馬氏體，大幅度減少了淬火應力，淬回火后模具硬度達60~61HRC，沖擊韌度達20J，因此模具壽命得提高。

　　對較大型高壽命冷鐓模，應采用高強韌性、高耐磨性模具鋼，例如：LD、DC53(Cr8Mo2SiV)、Cr12MoV、K340(日本牌號)這類鋼強韌性很高，耐磨性稍次。在冷鐓車間生產(chǎn)線上線切割加工的冷鐓模具非常多，線切割加工時經(jīng)常發(fā)生模具開裂事故。

　　2.冷鐓模開裂的原因

　　經(jīng)反復論證和試驗得出結(jié)論，模具開裂是由淬火殘余內(nèi)應力和材料韌度低造成的。圓筒形壁厚較薄模具，若在內(nèi)壁進行切割，將其切割缺口，在即將切透時易產(chǎn)生炸裂。模具經(jīng)熱處理后會產(chǎn)生內(nèi)應力(表面為拉伸應力，內(nèi)部為壓縮應力)，兩種內(nèi)應力相互抵消而保持內(nèi)應力平衡狀態(tài)，若未及時回火或回火不充分，在線切割加工時，將破壞內(nèi)應力平衡，因材料韌度低使模具變形產(chǎn)生裂痕

　　3.防止對策

　　3.1合理選擇加工工藝過程

　　線切割模具坯料的大小，要根據(jù)模具的大小確定，不宜太小。在一般情況下，切割空間應位于坯料中部或離毛坯邊緣較遠而不易開裂的位置上，通常坯料邊距應取8mm左右。

　　在允許的前提下，型腔模具的尖角處，應適當增加工藝圓角R，或在線切割之前將尖角處鉆空，緩和應力集中。

　　3.2優(yōu)化線切割加工的工藝

　　采用高峰值窄脈沖電參數(shù)，使模具材料以氣相逸出，氣化熱大大高于熔化熱，以帶走大部分熱量，避免模具表面過熱而開裂。

　　逐個檢測脈中，控制好放電脈沖串長度，也可解決局部過熱，消除裂紋。

　　脈沖能量對開裂的影響極其明顯，能量越大，開裂越寬越深;脈沖能量很小時，如采用精加工電規(guī)范，表面粗糙度值Ra<1.25μm，一般容易出現(xiàn)裂紋。

　　3.3選用合理的熱處理工藝

　　a.改進熱處理工藝，采用真空加熱，保護氣氛加熱和充分脫氧鹽浴爐加熱淬火，及時回火，盡量消除淬火內(nèi)應力，以降低脆低，提高模具的斷裂韌性。

　　b. LD、DC53、Cr12MoV、K340 鋼在滿足技術(shù)要求的前提下，盡量緩慢冷卻，采用風冷、空冷、分級和等溫的冷卻方式，不要直接用油冷，從而降低淬火殘余內(nèi)應力。

　　c.對高碳合金鋼提高回火溫度，在模具材料具有很好的抗回火性前提下，建議回火溫度控制在360℃以上，宜的回火溫度為490~500℃。對LD、DC53、Cr12MoV鋼具有二次硬化的材料，若回火溫度太低，在線切割工前磨削時也將會產(chǎn)生磨削裂紋。傳統(tǒng)的模具技術(shù)要求60~62HRC，為提高韌性應打破這一傳統(tǒng)，使之控制在56~59HRC，尤其對較大型復雜模具硬度取下限為宜。需注意，必須二次回火。

　　3.4選用合適材料

　　在原材料上選擇LD、DC53(Cr8Mo2SiV)它作為通用冷鐓模具鋼，具有高硬度(≥HRC)、高韌性、高溫回火性，具備了線切割加工的優(yōu)良特性。同樣的K340(日本牌號)也可以。國內(nèi)材料Cr12MoV，因碳素工具鋼淬火內(nèi)應力大，淬透性差，模具表面、中間和心部的組織不同，比容差很大，線切割加工路線經(jīng)過兩種組織的交界很容量產(chǎn)生弧狀裂紋而開裂，所以都應選用Cr12MoV等高碳合金鋼。

　　4.結(jié)語

　　綜上所述，引起冷鐓模具線切割開裂的因素很多，文獻資料介紹是原材料、鍛造、淬火等造成的，這是一個很大的誤區(qū)。固然有這幾方面的原因，但不是最根本的原因。

　　在生產(chǎn)實踐中應根據(jù)實際情況制訂出工藝，采用正確的工藝方法(尤其是熱處理)，才能有效地防止開裂。