プレス金型の熱処理時の変形、割れを改善する方法

プレス金型は仕様が多岐にわたり、形状が複雑で、表面粗さが低いため、製造が困難です。 熱処理後の金型の変形は、金型の品質と寿命に重大な影響を与えます。 熱処理中にひび割れが発生すると、金型は廃棄されます。 したがって、金型の熱処理変形や割れを軽減および防止することは、大多数のスタンピング金型熱処理作業者にとって重要な研究テーマです。 プレス金型の熱処理工程でよくある変形や割れ欠陥の原因を簡単に分析し、改善方法を提案します。 1. 予備熱処理 共析鋼スタンピング型鍛造品では、まず焼きならし処理を行った後、鍛造品中の網目状二次セメンタイトを除去し結晶粒を微細化し、内部応力を除去するために球状化焼鈍を行います。 （または最後に）組織を整えるための熱処理。 プレス金型部品は焼き入れ前に低温焼き戻し（安定化処理）を行ってください。 より複雑な形状や高精度が要求される一部の凹型の場合は、焼入れ変形を軽減し、割れの発生を回避し、最終熱処理の準備をするために、荒加工後の仕上げ前に焼入れおよび焼き戻し処理を実行する必要があります。 2. 焼入れ・焼戻し処理工程の最適化 1． 焼き戻し処理の管理 金型部品をクーラントから取り出した後、長時間空気中に放置せず、適時に焼き戻し炉に入れて焼き戻し処理を行う必要があります。 焼き戻しの際には、低温焼き戻し脆性および高温焼き戻し脆性を避ける必要があります。 精度が要求される一部の金型部品では、内部応力を除去し、変形を軽減し、亀裂傾向を回避するために、焼入れ後に複数回の焼き戻し処理が行われます。 2. 焼き入れ部品の保護 焼き入れと焼き戻しは、プレス金型部品の熱処理における変形や割れに影響を与える重要な要素です。 変形やクラックが発生しやすい金型の重要部品（凸型、凹型など）を硬化するには、部品の形状を断面対称にし、内部応力のバランスをとるために有効な保護措置を講じる必要があります。 一般的に使用される保護方法は、結束法、充填法、ブロッキング法です。 3. 加熱温度の決定 焼入れ時の加熱温度が高すぎるとオーステナイト粒が粗大化し、酸化や脱炭が起こり、部品の変形や割れが発生しやすくなります。 指定された加熱温度範囲内で、焼入れ加熱温度が低いと、部品の内穴が収縮し、穴サイズが小さくなります。 したがって、加熱温度仕様の上限を選択する必要があります。また、合金鋼の場合、加熱温度が高くなると内孔が拡大し、気孔径が大きくなりますので、加熱温度の下限値を設定する必要があります。 4. 加熱方法の改善 一部の小型プレス凹凸金型や細長い円筒部品（小型パンチなど）では、520～580℃に予熱した後、中温塩浴炉で焼入れ温度まで加熱することができます。電気炉や反射炉を直接使用することにより、焼入れ部の変形が大幅に軽減され、割れ発生の抑制が可能となります。 特に高合金鋼の金型部品の場合、正しい加熱方法は次のとおりです。まず予熱 (温度は 530 ～ 560℃) してから、焼き入れ温度まで上げます。 加熱工程では、焼入れ変形を軽減し、小さな亀裂の発生を避けるために、高温期間をできるだけ短くする必要があります。 5. クーラントの選択 合金鋼の場合、焼入れ歪みを低減する最良の方法は、硝酸カリウムおよび亜硝酸ナトリウム熱浴オーステンパーまたは段階焼入れを使用することです。 この方法は、複雑な形状や精密な寸法の加工に特に適しています。 スタンピング金型。 一部の多孔質金型部品 (多孔質ダイなど) では、オーステンパ時間を長くしすぎないでください。長くしないと、穴の直径または穴の距離が大きくなります。 油中での冷却収縮と硝酸塩中での冷却膨張の特性を利用すれば、二媒体焼入れを合理的に使用して部品の変形を軽減できます。 6. ワイヤーカット前の焼き入れ処理 ワイヤーカットで加工される一部のプレス金型部品については、部品の焼入れ性を向上させ、内部応力分布を高めるため、ワイヤーカット前に段階的焼入れと複数回の焼戻し（または高温焼戻し）熱処理プロセスを使用する必要があります。均一で内部応力が比較的小さい状態であること。 内部応力が小さいほど、ワイヤー切断後の変形や割れが発生しにくくなります。 7. 冷却方法の最適化。 部品を加熱炉から取り出して冷却液に入れる前に、部品を空気中に置いて適切な予冷を行った後、冷却液中で焼き入れする必要があります。これは、部品の焼き入れ変形を軽減し、部品の変形を防ぐのに効果的です。部品が割れやすい 方法の一つ。 金型部品を冷却液に浸した後、金型部品を適切に回転させ、回転方向を変更することで、部品の冷却速度が均一に維持され、変形が大幅に軽減され、亀裂の発生傾向が防止されます。 おすすめ記事：絞り金型の表面ひずみの問題とその対策について探ります。 前の記事: スタンピングギアの変形を効果的に防ぐには次の点を実行してください