实例 Cr12MoV钢冲裁模线切割开裂问题分析

（1）原因分析 某冲裁模用于加工一汽“大众”A4与“捷达”5V踏板机构总成等产品。该冲裁模在线切割加工时，经常发生模具开裂（见图1-4）问题。经过分析，该模具线切割开裂原因主要是：内部存在淬火残余内应力、材料韧性低。当模具体积较大时，模具经热处理后会产生内应力（表面为拉应力，内部为压应力），当两种内应力相互抵消而保持内应力平衡状态时，不易使模具开裂；而模具在线切割加工时，拉应力增大，将破坏其内应力平衡，加上高碳钢模具材料韧性低，则易使模具开裂。统计发现，此种情况多发生在模具厚度超过50mm时。

图1-4 Cr12MoV钢冲裁模线切割开裂示意

（2）对策

1）选用合理的淬火冷却方式。在满足技术要求的前提下，尽量缓慢冷却，如采取风冷、空冷、分级和等温淬火的冷却方式，不要直接用油冷却，从而降低淬火残余内应力。

2）提高回火温度。为了消除残余内应力，提高材料韧性，在模具材料具有很好的回火稳定性前提下，回火温度控制在360℃以上，宜采用500℃回火。对于Cr12MoV、DC53等具有二次硬化的材料，若回火温度太低，在模具线切割加工前进行磨削加工时，也容易产生磨削裂纹。对此，可将传统冲裁模硬度要求58～62HRC降低为55～58HRC，尤其对大型复杂模具，依据工作载荷大小选取，载荷大的取下限。通过采取以上措施，经磁测应力测试，模具的残余内应力基本消除。(www.daowen.com)

3）改变加工工艺过程。在模具淬火前预先钻通孔，并用带锯或铣刀将孔连接起来（见图1-5a），即可避免模具在线切割加工时产生畸变和开裂；或者在淬火前预先留出30～50mm厚的刃口（见图1-5b），在热处理时可减少部分应力，则在线切割加工时能够避免模具开裂。

图1-5 改变加工工艺过程示意

a）预先钻孔 b）预先留出刃口

4）选用合适模具材料。优选模具钢材，如采用电渣重熔Cr12MoV，或者日本大同公司的DC53、奥地利百禄的K340等。

5）采用真空热处理工艺。Cr12MoV钢模具经1020℃×1.5t^[1]min真空加热后，气冷至70℃左右，及时进行回火，回火温度为360～400℃，保温2h，回火2次，出炉风冷至室温。对于大中型模具（截面尺寸50mm以上）必须回火2～3次。