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一 氧化夹渣
缺陷特征：氧化夹渣多分布在铸件的上表面，在铸型不通气的转角部位。断口多呈灰白色或黄色，经x光透视或在机械加工时发现，也可在碱洗、酸洗或阳极化时发现
产生原因：
1．炉料不清洁，回炉料使用量过多
2.浇注系统设计不良
3．合金液中的熔渣未清除干净
4．浇注操作不当，带入夹渣
5.精炼变质处理后静置时间不够
防止方法：
1．炉料应经过吹砂，回炉料的使用量适当降低
2．改进浇注系统设计，提高其挡渣能力
3.采用适当的熔剂去渣
4．浇注时应当平稳并应注意挡渣
5．精炼后浇注前合金液应静置一定时间
二 气孔 气泡
缺陷特征：三铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆形，具有光滑的表面，一般是发亮的氧化皮，有时呈油黄色。表面气孔、气泡可通过喷砂发现，内部气孔 气泡可通过X光透视或机械加工发现气孔 气泡在X光底片上呈黑色
产生原因：
1．浇注合金不平稳，卷入气体
2．型(芯)砂中混入有机杂质(如煤屑、草根 马粪等)
3．铸型和砂芯通气不良
4．冷铁表面有缩孔
5．浇注系统设计不良
防止方法 ：
1．正确掌握浇注速度，避免卷入气体。
2．型(芯)砂中不得混入有机杂质以减少造型材料的发气量
3．改善(芯)砂的排气能力
4．正确选用及处理冷铁
5．改进浇注系统设计
三 缩松
缺陷特征：铝铸件缩松一般产生在内浇道附近飞冒口根部厚大部位、壁的厚薄转接处和具有大平面的薄壁处。在铸态时断口为灰色，浅黄色经热处理后为灰白浅黄或灰黑色在x光底片上呈云雾状严重的呈丝状缩松可通过X光、荧光低倍 断口等检查方法发现
产生原因：
1．冒口补缩作用差
2．炉料含气量太多
3．内浇道附近过热
4．砂型水分过多，砂芯未烘干
5．合金晶粒粗大
6．铸件在铸型中的位置不当
7．浇注温度过高，浇注速度太快
防止方法：
1．从冒口补浇金属液，改进冒口设计
2．炉料应清洁无腐蚀
3．铸件缩松处设置冒口，安放冷铁或冷铁与冒口联用
4．控制型砂水分，和砂芯干燥
5．采取细化品粒的措施
6．改进铸件在铸型中的位置降低浇注温度和浇注速度
四 裂纹
缺陷特征 :
1．铸造裂纹。沿晶界发展，常伴有偏析，是一种在较高温度下形成的裂纹在体积收缩较大的合金和形状较复杂的铸件容易出现
2．热处理裂纹：由于热处理过烧或过热引起，常呈穿晶裂纹。常在产生应力和热膨张系数较大的合金冷却过剧。或存在其他冶金缺陷时产生
产生原因：1．铸件结构设计不合理，有尖角，壁的厚薄变化过于悬殊
2．砂型(芯)退让性不良
3．铸型局部过热
4．浇注温度过高
5．自铸型中取出铸件过早
6．热处理过热或过烧，冷却速度过激
防止方法:
1．改进铸件结构设计，避免尖角，壁厚力求均匀，圆滑过渡
2．采取增大砂型(芯)退让性的措施
3．保证铸件各部分同时凝固或顺序凝固，改进浇注系统设计
4．适当降低浇注温度
5．控制铸型冷却出型时间。
6．铸件变形时采用热校正法。
7．正确控制热处理温度，降低淬火冷却速度。
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钱应平，刘小鹏 (湖北工学院机械工程系，湖北武汉 430068)
摘 要:分析了注射模具中矩形截面型芯的受力情况及几何形状对其弯曲变形和偏移的影响，推导出了不同情况下的最大弯曲变形和偏移量计算公式。为准确分析型芯的弯曲变形和偏移对塑料制品的影响提供了理论依据。同时也为正确合理选择浇口的形式和位置提供了理论依据。
关键词:注射模具;矩形型芯;弯曲变形;偏移量

1 型芯偏移的影响
对于大多数塑料产品，在设计模具结构时往往需要设计型芯，以成型制品的内表面或内凹、孔等。在注射成型的过程中，由于浇口位置的不同，以及熔体充填型腔的 顺序不同，熔体沿型芯的流变行为在不断变化;因而在整个型芯上产生了压力的不均匀分布，对于浇口开在型芯一侧的模具更为明显。由于压力分布的不均匀造成了 压力差，从而使型芯在充模过程中产生了弯曲变形和偏移，导致相应的塑件孔偏芯和脱模困难;对于那些细长型芯，这种影响更加明显，因此，必须认真分析原因， 采取有效的方法加以控制。
2 型芯偏移的原因及分析计算
通常情况下，引起型芯偏移的原因很多:首先是型芯受到注射压力引起的弯曲力矩以及剪切力的作用发生弯曲变形;其次是由于型芯的长径比太大，在受到不大的外 力情况下发生弯曲变形;另外，如果充填的压力很大，加上型芯与型芯固定板之间的间隙，也会引起型芯的整体偏移。最终的偏移量是否在允许的公差范围内，与充 填压力的大小、型芯的长径比有关。为了便于分析计算，将初始条件做一些合理化的简化和假设:一不考虑型芯自重的影响，只考虑注射压力的作用;②型芯为刚性 固定;③不等截面型芯利用其平均直径;④切应力引起的弯曲变形忽略不计;⑤为计算方便，先计算在恒定参考压力p(通常p=10 MPa)下的弯曲变形量，然后考虑其它因素进行修正得到实际的最大弯曲变形偏移量。
2.1 注射压力作用下的最大弯曲变形
由于设计的浇口位置不同，型芯上的载荷分布也不同，通常可分为3种情况:第1种情况是浇口在根部侧面，载荷简化为递增(从自由端开始)的模式(见图1a) ;第2种情况是浇口在端部侧面，载荷简化为递减(从自由端开始)的模式(见图1b)第3种情况是浇口在侧面中间，载荷简化为均布的模式(见图1c)。

式中，E为材料的弹性模量；I为惯性矩；x为到自由端的距离；P为恒定参考压力(通常P＝10 MPa)；L为型芯的高度。

为了求得最大弯曲变形量，必须求出惯性矩I惯性矩又分为三种情况:
型芯的中间有圆形冷却水道(图2a所示)，此时:

型芯的中间没有冷却水道(图2b所示)，此时：

型芯的中间有矩形冷却水道(图2c所示)，此时：


将公式(7) (8) (9)分别代入公式(2)，可得到浇口在根部侧面、载荷为递增模式条件下的型芯最大偏移距离:
有圆形冷却水道:

没有冷却水道：

有矩形冷却水道：

将公式(7)(8)(9)分别代入公式(4),可得到浇口在端部侧面、载荷为递减模式条件下的型芯最大偏移距离：

将公式(7)(8)(9)分别代入公式(6)，可得到浇口在侧面中间、载荷为均布模式条件下的型芯最大偏移距离:
有圆形冷却水道:

没有冷却水道：

有矩形冷却水道：

2.2 矩形型芯的几何形状对偏移量的影响
以上讨论和计算型芯的变形量时并没有考虑型芯的几何形状的影响。实际上随着充模的进行，背着浇口的一侧型芯会出现反作用力并逐渐增加，对型芯起到了支撑的作用，从而降低了型芯的弯曲效应(如图3所示)。

为了便于计算，引入几何因子K1。

2.4 型芯装配间隙对贪偏移量的影响
　　型芯的固定方式和装配误差都会影响型芯的偏移。如果型芯与固定板之间有一间隙，在计算型芯的最大偏移量时应加上。另外假设型芯的装配偏移误差为，当偏向浇口一侧时，计算型芯的最大偏移量时应减去;若偏离浇口一侧，则应加上。
2.5 型芯总的最大弯曲偏移量
型芯的最大偏移量应是考虑了以上各种情况和因素的基础上得到的结果。最大偏移量为:

3　结论
　 　综上所述，型芯的偏移主要由注射压力、几何形状和装配误差等造成，因此在设计型芯的形式和选择浇口的位置时，应充分考虑上述因素可能引起的型芯偏移量， 确保型芯弯曲变形及偏移造成的产品形状误差和尺寸误差在允许的公差范围内，本文所述的计算公式为计算型芯的最大偏移量提供了理论依据。
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胡龙举　（中国一拖股份公司锻造厂，河南　洛阳　471003）

在模具型槽检验中，通常采用的方法为:①用卡尺、深度尺、样板等工具检查型槽尺寸;②用盐、蜡或石膏等物质浇出样件，检查型槽是否错移。这些常规方法能有 效地控制一些比较简单锻件的模具型槽尺寸，但对一些复杂程度高的锻件，其模具型槽尺寸等难以完全检测，这样势必影响生产进度，增加生产成本。就此结合我厂 生产大型复杂类锻件的特点及其在生产实际中的情况，对模具的检验控制进行了深入的探索和研究，摸索出一套解决这一难题的新方法--锡鉍合金技术。该技术与 上述常规检验方法相比，其最突出的优点是:它能真实而不失真地反映模具型槽各个部位的形状、尺寸、空间位置及相互间的关系等。
1 锡鉍合金的配制及其主要物理性能
把已敲碎成60×60(mm)的锡、鉍两金属小块，按一定百分比均匀混合(其百分比为一定值，不能随意配制)后，放入已加热到350℃的增锅或其它加热容 器内。在其熔化过程中，要不断地搅拌至均匀。若有浮渣，要除去。然后，把该均匀合金熔液在角钢或槽钢中浇注成条状，以备浇注样件时用。
该锡鉍合金在常温下，呈固态、银白色，熔点低只有1350C，硬度低，固液体积收缩率为0.051%，具有较强的渗透性。
2　锡铋合金技术的原理
在模具型槽检验中，主要运用锡铋合金固液间体积收缩率极小、可近似认为固液间体积不变的特点，浇注出型槽的样件，然后对该样件进行外观、各个部位尺寸(锻件的热尺寸)及几何形状等的整体检查，从中发现加工或设计的不足。
3 锡秘合金样件在模具型槽中的浇注
第一步，根据型槽容积大小取适量锡秘合金条，放入已加热到135℃的增锅或其它加热容器中，在其熔化过程中要不断地搅拌至其均匀。
第二步，把需浇注样件的模具均匀加热到160-200℃(根据模块大小而定，大者温度低)。
第三步，以常规浇盐的方法，把模具垂直立起(浇盐口朝上)，沿浇盐口浇注合金液体，直至型槽浇满为止。
第四步，待模具完全冷却至室温后，采用适当的方法打开模具，取出样件(样件不能断开)。
第五步，检查样件是否符合型槽形状，若能真实地反映型槽，则交检检测;若不符合，则重新浇注直至符合型槽形状。
第六步，根据交检检测结果，对模具进行适当的处理。
在浇注过程中应注意的事项:①模具加热必须做到均匀，否则对大型模具浇注出的样件影响尤为突出;②要浇注的模具在其浇注前必须先处理好裂纹;③必须把锡 Q,合金残余物从浇注后的模具型槽中清理干净;④样件不能有充不满、残留飞边过大、弯曲、局部变形大等直接影响检测结果的缺陷。
4 锡秘合金技术在模具检验中的运用
(1)对已加工好的模锻模，采用浇注锡秘合金样件的方法来检查其质量。
(2)用它验证模具修复的质量，即在已修复好的型槽中，浇注出锡秘合金样件，再对该样件进行检测。
(3)采用浇注锡秘合金方法来区分两种或多种除了个别尺寸等不同外、其它基本一致的锻件模具。
(4)对校正模总体尺寸等的掌握，是确定如何进行修复的关键。对复杂类锻件的校正模，其修复难度相当大，修复质量也难以保证。采用修复前浇注出该模具的锡秘合金样件的方法就可以加以解决。
锡秘合金技术在我厂已被广泛地推广应用，它不仅使模具质量得到了有效的控制--真正地做到提前预防、事前消除，而且大大地缩短了新产品的开发周期和品种批量生产的周期，为我厂提高产品质量，开拓、占领和巩固市场，作出了不可低估的贡献。
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浙江科技学院(310012)王瑞金 喻彩丽
【摘要】针对常用的工模具材料，在不同的电流类型、气体气氛、渗氮温度、加氨工艺下进行离子渗氮处理，并对试件进行金相分析和硬度测量。试验表明，带窄缝工模具，用IGBT逆变型脉冲电源的离子渗氮工艺较为合理;加氨工艺有利于减小表面。层和增加渗氮层的硬度和厚度。
关键词离子渗氮 工模具 硬度 金相分析 辉光电压

离子渗氮或多元共渗是近来发展起来的化学热处理方式之一，这种工艺具有渗氮速度快、渗层质量好、变形小、无污染、节能、节气等特点，能显著提高零部件的硬度、耐磨性和抗咬合力，提高疲劳强度，从而提高工模具的质量和使用寿命。
影响离子渗氮质量的因素很多，文献研究表明主要有电流类型、电流密度、辉光电压、气体气氛、气体压力、氮化温度和保温时间等。本文主要研究的内容是用不同 的脉冲电源(电参数)，在不同气体成分和压力(气氛参数)下，对常用于制作工模具的材料进行3种不同电源的普通离子渗氮和加ma,渗氮工艺的实验，并对其 金相组织、表面硬度和渗氮层厚度进行测量。
试件和试验条件
　　为了对带窄缝工模具的渗氮工艺质量进行研究，特意地如图1所示的试件，并分别用45钢、35CrMoA钢制作了各1组试件。

　　离子渗氮工艺试验是在杭州等离子体装軠有限公司生产的设备上进行的。
对于普通离子渗氮工艺，电源分别用直流电源、BTO斩波脉冲电源和IGBT逆变型脉冲电源，分别进行试验;电流密度为，气体成分为，其中N/H=4，保温 时间为8h，处理温度均选用5200C，压升率控制在8Pa/h以下，气体压力分别为500Pa, 650Pa, 800Pa，辉光电压分别为500V、650V、800V。
对于加氩渗氮工艺采用直流电源，气体成分为，保温时间为5h，处理温度为500°，气压为200Pa，电流密度为，辉光电压为750V。
试验结果和分析
渗氮处理后将试件切开，进行金相分析、硬度测试和渗氮层厚度测量。图2分别为45钢材料在用IGBT逆变型脉冲电源进行离子渗氮下的金相组织，图2a是槽 顶。(见图1)处的金相组织，图2b为槽上部b处的金相组织，图2c为槽下部。处的金相组织。图3~图5为分别用直流电源,BTO斩波脉冲和IGBT逆变 型脉冲电源进行渗氮后，对于不同的材料在a、b、c各点的硬度比较;图6为直流电源、不同的处理工艺下二种材料的渗氮层硬度梯度比较。

1.从图2的金相组织照片可见，顶部a点处的化合物层厚度较厚，约有15μm;而槽的下部c点处的化合物层厚度较薄，约为a点处的一半(7-8μm);上部b处的化合物则很薄，大约只有2-3μm。
2.从图3、图4可见，气氛压力越高时渗氮硬度就越高;;3种电源中，用IBGT逆变脉冲电源时的渗氮硬度最高，用BTO斩波脉冲电源次之，用直流电源渗 氮时渗氮层硬度最低。另外，辉光电压越高渗氮层硬度也越高，但对3种电源的影响程度不同，其中用IBGT逆变脉冲电源时的影响较大，用IBGT逆变脉冲电 源渗氮时辉光电压在700-800V、气氛压力为650-800Pa时效果较佳。

3.从图4、图5可知，在用IBGT逆变脉冲电源进行渗氮时，顶部。处的硬度高，且受辉光电压和气氛压力的影响较小;但在上部b处则明显受辉光电压和气氛压力的影响;而下部c点处的影响也较大，但略小于底部。

4.从图6可见，加氢工艺有利于提高渗氮层的表面硬度，原因是合金氮化物的弥散强化效应所致;从硬度梯度的分布可见，加氩渗氮有利于氮的扩散，使其内部一定厚度内有ν'相或α+ν'相存在;而普通工艺用直流电源渗氮层较薄，硬度也低。
结语
1.对于带窄缝工模具的离子渗氮工艺，无论模具材料采用哪一种，用IGBT逆变型脉冲电源的效果最好。
2.用普通直流电源和普通脉冲电源进行渗氮处理时，在窄缝深处的渗氮效果很差，其硬度与未经处理的原材料相差无几，不适合其渗氮处理。
3.带窄缝的工模具进行离子渗氮时，气氛压力宜高(800Pa时最好)，辉光电压宜高(780V时最好)，但气氛压力和辉光电压不能无限制地增大，所以改用电流类型是比较好的方法。
4.加氩工艺有利于氮的扩散，减少表面ε相层和强化氮化物的弥散效果。
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河南省华夏光学电子仪器厂(河南信阳 464000) 张玮炜

压铸模由于生产周期长、投资大、制造精度高，故造价较高，因此希望模具有较高的使用寿命。但由于材料、机械加工等一系列内外因素的影响，导致模具过早失效而报废，造成极大的浪费。
压铸模失效形式主要有：尖角、拐角处开裂、劈裂、热裂纹(龟裂)、磨损、冲蚀等。造成压铸模失效的主要原因有：材料自身存在的缺陷、加工、使用、维修以及热处理的问题。
1 材料自身存在的缺陷
众所周知，压铸模的使用条件极为恶劣。以铝压铸模为例，铝的熔点为580-740℃，使用时，铝液温度控制在650-720℃。在不对模具预热的情况下压 铸，型腔表面温度由室温直升至液温，型腔表面承受极大的拉应力。开模顶件时，型腔表面承受极大的压应力。数千次的压铸后，模具表面便产生龟裂等缺陷。
由此可知，压铸使用条件属急热急冷。模具材料应选用冷热疲劳抗力、断裂韧性、热稳定性高的热作模具钢。H13(4Cr5MoV1Si)是目前应用较广泛的 材料，据介绍，国外80％的型腔均采用H13，现在国内仍大量使用3Cr2W8V，但3Cr2W8VT_艺性能不好，导热性很差，线膨胀系数高，工作中产 生很大热应力，导致模具产生龟裂甚至破裂，并且加热时易脱碳，降低模具抗磨损性能，因此属于淘汰钢种。马氏体时效钢适用于耐热裂而对耐磨性和耐蚀性要求不 高的模具。钨钼等耐热合金仅限于热裂和腐蚀较严重的小型镶块，虽然这些合金即脆又有缺口敏感性，但其优点是有良好的导热性，对需要冷却而又不能设置水道的 厚压铸件压铸模有良好的适应性。因此，在合理的热处理与生产管理下，H13仍具有满意的使用性能。
制造压铸模的材料，无论从哪一方面都应符合设计要求，保证压铸模在其正常的使用条件下达到设计使用寿命。因此，在投入生产之前，应对材料进行一系列检查，以防带缺陷材料造成模具早期报废和加工费用的浪费。常用检查手段有宏观腐蚀检查、金相检查、超声波检查。
(1)宏观腐蚀检查。主要检查材料的多孔性、偏柝、龟裂、裂纹、非金属夹杂以及表面的锤裂、接缝。
(2)金相检查。主要检查材料晶界上碳化物的偏析、分布状态、晶料度以及晶粒间夹杂等。
(3)超声波检查。主要检查材料内部的缺陷和大小。
2 压铸模的加工、使用、维修和保养
　 　模具设计手册中已详细介绍了压铸模设计中应注意的问题，但在确定压射速度时，最大速度应不超过100m/S。速度太高，促使模具腐蚀及型腔和型芯上沉积 物增多；但过低易使铸件产生缺陷。因此对于镁、铝、锌相应的最低压射速度为27、18、12m/s，铸铝的最大压射速度不应超过53m/s，平均压射速度 为43m/s。
在加工过程中，较厚的模板不能用叠加的方法保证其厚度。因为钢板厚1倍，弯曲变形量减少85％，叠层只能起叠加作用。厚度与单板相同的2块板弯曲变形量是 单板的4倍。另外在加工冷却水道时，两面加工中应特别注意保证同心度。如果头部拐角，又不相互同心，那么在使用过程中，连接的拐角处就会开裂。冷却系统的 表面应当光滑，最好不留机加工痕迹。
电火花加工在模具型腔加工中应用越来越广泛，但加工后的型腔表面留有淬硬层。这是由于加工中，模具表面自行渗碳淬火造成的。淬硬层厚度由加工时电流强度和 频率决定，粗加工时较深，精加工时较浅。无论深浅，模具表面均有极大应力。若不清除淬硬层或消除应力，在使用过程中，模具表面就会产生龟裂、点蚀和开裂。 消除淬硬层或去应力可用：①用油石或研磨去除淬硬层；②在不降低硬度的情况下，低于回火温度下去应力，这样可大幅度降低模腔表面应力。
模具在使用过程中应严格控制铸造工艺流程。在工艺许可范围内，尽量降低铝液的浇铸温度，压射速度，提高模具预热温度。铝压铸模的预热温度由100～130℃提高至180～200℃，模具寿命可大幅度提高。
焊接修复是模具修复中一种常用手段。在焊接前，应先掌握所焊模具钢型号，用机械加工或磨削消除表面缺陷，焊接表面必须是干净和经烘干的。所用焊条应同模具 钢成分一致，也必须是干净和经烘干的。模具与焊条一起预热(H13为450℃)，待表面与心部温度一致后，在保护气下焊接修复。在焊接过程中，当温度低于 260℃时，要重新加热。焊接后，当模具冷却至手可触摸，再加热至475℃，按25mm/h保温。最后于静止的空气中完全冷却，再进行型腔的修整和精加 工。模具焊后进行加热回火，是焊接修复中重要的一环，即消除焊接应力以及对焊接时被加热淬火的焊层下面的薄层进行回火。
模具使用一段时间后，由于压射速度过高和长时间使用，型腔和型芯上会有沉积物。这些沉积物是由脱模剂、冷却液的杂质和少量压铸金属在高温高压下结合而成。 这些沉积物相当硬，并与型芯和型腔表面粘附牢固，很难清除。在清除沉积物时，不能用喷灯加热清除，这可能导致模具表面局部热点或脱碳点的产生，从而成为热 裂的发源地。应采用研磨或机械去除，但不得伤及其它型面，造成尺寸变化。
经常保养可以使模具保持良好的使用状态。新模具在试模后，无论试模合格与 否，均应在模具未冷却至室温的情况下，进行去应力回火。当新模具使用到设计寿命的1/6～1/8时，即铝压铸模10000模次，镁、锌压铸模5000模 次，铜压铸模800模次，应对模具型腔及模架进行450—480℃回火，并对型腔抛光和氮化，以消除内应力和型腔表面的轻微裂纹。以后每 12000～15000模次进行同样保养。当模具使用50000模次后，可每25000～30000模次进行一次保养。采用上述方法，可明显减缓由于热应 力导致龟裂的产生速度和时间。
在冲蚀和龟裂较严重的情况下，可对模具表面进行渗氮处理，以提高模具表面的硬度和耐磨性。但渗氮基体的硬度应在35-43HRC，低于35HRC时氮化层 不能牢固与基体结合，使用一段时间后会大片脱落：高于43HRC，则易引起型腔表面凸起部位的断裂。渗氮时，渗氮层厚度不应超过0.15mm，过厚会于分 型面和尖锐边角处发生脱落。
3　热处理
　　热处理的正确与否直接关系到模具使用寿命。由于热处理过程及工艺规程不正确，引起模具变形、开裂而报废以及热处理的残余应力导致模具在使用中失效的约占模具失效比重的一半左右。
　　压铸模型腔均由优质合金钢制成，这些材料价格较高，再加上加工费用，成本是较高的。如果由于热处理不当或热处理质量不高，导致报废或寿命达不到设计要求，经济损失世大。因此，在热处理时应注意以下几点：
　　(1)锻件在未冷至室温时，进行球化退火。
　　(2)粗加工后、精加工前，增设调质处理。为防止硬度过高，造成加工困难，硬度限制在25-32HRC，并于精加工前，安排去应力回火。
　　(3)淬火时注意钢的临界点Ac1和AC3及保温时间，防止奥氏体粗化。回火时按20mm/h保温，回火次数一般为3次，在有渗氮时，可省略第3次回火。
　　(4)热处理时应注意型腔表面的脱碳与增碳。脱碳会记过迅速引起损伤、高密度裂纹；增碳会降低冷热疲劳抗力。
　　(5)氮化时，应注意氮化表面不应有油污。经清洗的表面，不允许用手直接触摸，应戴手套，以防止氮化表面沾有油污导致氮化层不匀。
　　(6)两道热处理工序之间，当上一道温度降至手可触摸，即进行下道，不可冷至室温。
4　压铸模常见故障原因及排除
　　压铸模常见故障原因及排除方法参见表1
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东凤汽车公司车身厂(湖北十堰 442040) 梁云荣
[摘要]对汽车覆益件在拉伸过程中的起皱和开裂现象进行了分析，并从工艺、设计、调整等几个方面较详细地说明了解决零件拉伸起皱、开裂的方法和控调措拖。
关键词汽车覆盖件 拉伸 起皱开裂 控制措拖

1 引言
汽车车身外形是由许多轮廓尺寸较大且具有空间曲面形状的覆盖件焊接而成，因此对覆盖件的尺寸精度和表面质量有较高要求。车身覆盖件要求表面平滑、按线清 晰，不允许有皱纹、划伤、拉毛等表面缺陷，此外还要求具有足够的刚性和尺寸稳定性。车身表面质量的好坏取决于覆盖件拉伸的结果，而拉伸模是拉出合格覆盖件 的关键。由于影响拉伸件质量的因索主要是起皱、开裂、拉毛和回弹，所以从编制冲压工艺到模具设计都必须认真考虑。模具制造完毕，在拉伸模调试过程中，还必 须对拉伸件的起皱和开裂现象进行仔细分析与研究，并采取相应的措施。
拉伸件在拉伸过程中起皱和开裂的原因很多，主要原因有以下几个方面：
(1)拉伸模设计工艺性是否合理。
(2)模具加工质量(表面精度、硬度等)引起的问题。
(3)压力机精度(滑块平行度等)。
(4)板料质量(厚度超差)。
现对上述造成开裂、起皱的原因分别进行讨论。
2　拉伸件加工工艺的确定
拉伸件的工艺性是编制覆盖件冲压工艺首先要考虑的问题，只有设计出一个合理的、工艺性好的拉伸件，才能保证在拉伸过程中不起皱、不开裂或少起皱、少开裂。 在设计拉伸件时不但要考虑冲压方向、冲压位置、压料面形状、拉伸筋的形状及配置、工艺补充部分等可变量的设计，还要合理地增加工艺补充部分，正确确定压料 面。各可变量设计之间又有相辅相成的关系，如何协调各变量的关系．是成形技术的关键，要使之不但满足该工序的拉伸，还要满足该工序冲模设计和制造工艺的需 要，并给下道熔边、翻边工序创造有利条件，一般应注意以下几个方面。
2.1 冲压方向的确定
零件的冲压方向是确定拉伸工艺首先要遇到的问题，它不但决定能否拉伸出满意的拉伸件，而且还影响到工艺补充部分的多少和压料面的形状。合理确定冲压方向应满足以下3方面的要求。
(1)保证凸模能够进入凹模。如图1a所示，凹模右方下边的形状向外凸出，最凸出点超过凹模口尺寸，使凸模不能进入凹模，这个拉伸方向是不能进行拉伸的， 必须改变拉伸方向，使凸模能够进入凹模。如图1b所示，将图1a沿顺时针方向旋转一个角度．使凸棋能够进入凹模。
(2)使凸模接触毛坯的面积大。接触面越大，接触面与水平面的夹角越小．毛坯越不易发生局部应力过载而使零件产生破裂。材料在拉伸时贴模性能提高，容易获得完整的凸模形状，有利于提高零件的变形程度。

(3)压料面各部分进料阻力要均匀可靠。拉伸深度均匀是保证压料面各部分进料阻力均匀可靠的主要条件。而压料面各部分进料阻力均匀是确保拉伸件不起皱、不开裂的重要保证。
例如，东风3t车前围上盖板的拉伸深度较浅，考虑到各方位深度大致相同，为改善凸模拉伸毛坯的条件，有利于金属内应力分布更均匀，保证冲压件有更高的表面 质量，确定冲压方向为图2所示的沿y轴顺时针旋转25°30'的方向，这样选取有以下2个原因：①使得凸模接触毛坯的面积大；②前围上盖板零件经过汽车位 置旋转一定角度后，压料面是乎的，拉伸深度比较均匀，两面进料阻力基本上一样，增加压料力可提高零件变形的均匀度，零件整体刚性提高。同时残留应力分布均 匀，减少残留应力回复时带来的回弹程度。

2.2　合理增加工艺补充圈分
为了实现拉伸，往往要在制件的基础上增加工艺补充部分，从而达到满意的拉伸效果。工艺补充的好坏是拉伸件设计水平的重要标志，合理的增加工艺补充部分应满足以下3方面的要求：
(1)该工序拉伸的要求。
(2)压料面的要求。
(3)拉伸后的修边和翻边工序的要求。
设计中应根据修边线的位置确定各工艺补充部分的尺寸，特别是凹模R圆角处，因凹模圆角部分对抗伸毛坯进料阻力影响很大，直接关系到拉伸件的起皱或开裂，所 以取值要合理。工艺补充部分的凹模圆角半径一般取8-10mm，在能够拉出满意的拉伸件的条件下，尽可能减少工艺补充部分，但必要时还要有意增加工艺补充 (如凹槽、斜槽、凸筋等)。如果在设计拉伸件时，经过仔细分析，已考虑到某一部分(形状变化急剧的部分)在拉伸时有多余的金属，材料易流动，可能会产生起 皱，那么工艺人员就要有意在这部分的工艺补充上加凹槽或凸筋等，使多余的金属在拉伸过程中流到凹模或凸筋中，充分吸收多余的材料，使拉伸不易起皱。同时加 凹攒时要考虑到修边容易去掉，这个方法可有效地耀决拉伸起皱问题。
2.3　正确配定压料面的形状
压料面是工艺补充的一部分，在增加工艺补充时必须正确确定压料面的形状，使压料面各部分进料阻力均匀可靠。要做到这一点，必须要保证拉伸深度均匀，因为只 有在压料圈将拉伸毛坯压紧在凹模压料面上，不形成皱纹或折痕，才能保证拉伸件不皱不裂。在确定压料面时要尽量降低拉伸深度，使形面乎绥，还一定要保证压料 面展开长度比凸模展开长度短，材料才能产生拉伸。如果压料面展开长度比凸模长，拉伸时可能会形成波纹或起皱。如果压料面是覆盖件本身的凸缘部分，则凹模圆 角半径只要根据具体情况确定，因覆盖件圆角半径一般都比较小，直接作为凹模圆角半径不易拉伸，必须加大才不会导致拉伸时起皱或破裂。加大后的圆角，可通过 后工序的整形达到产品要求。
2.4 增加工艺切口或冲工艺孔
覆盖件在拉伸过程中，拉伸较深的或有窗口反拉伸成形的零件易拉裂，可用增加工艺切口或工艺孔的方法来解决。增加的工艺孔或切口应保证不因材料流动不好，拉 应力过小而形成波纹或起皱，故工艺切口或工艺孔必须放在拉应力员大的拐角处，工艺切口或工艺孔的位置、大小、数量和形状需要在调试拉伸模时试验确定。如东 风8t平头柴油车例围外板拉伸模、东风EQ2102军用车的中支按外板拉伸模就是通过在反成形和拉伸深处的拐角处冲制工艺切口得到圆满解决的，保证了拉伸 件的表面质量。工艺切口或工艺孔、凹槽应故在废料部分，最后将其修掉。侧围板和中支柱零件如图3、4所示。

3　模具设计时应注意的问题
3.1 缓冲装置
覆盖件的拉伸是在双动压力机上进行的，液压机工作时会产生较大的冲击力，导致模具韧始工作阶段材料变形不均匀，局部起皱，因而模具设计了图5所示的缓冲装 置，在压料面以外加4—6块聚氨团橡胶，消除拉伸开始时产生的过大冲击力，以满足工作时的韧始拉伸变形，使拉伸件不出现皱裂。

3.2　增加平衡块
　 　由于覆盖件在拉伸时受多方面因素的影响，如压力机精度、模具制造误差等，造成压料面间隙不均匀，各点的压力不均匀，导致拉伸开裂、起皱。增加平衡块的作 用是调整压料面的间隙，稳定进料阻力，使材料流动均匀。平衡块数量一般为6个，用内六角螺钉分别安装于压料困与凹模上，其间隙调整为最大不产生皱纹，最小 不低于制件料厚。
4 起皱和开裂现象的解决方法
4.1 零件起皱
拉伸件产生凸缘起皱和简壁起皱主要是由于拉伸时板料受压缩变形而引起的，通常采用提高板内径向拉应力来消除皱纹，其调整方法如下：
4.1.1 调整压边力的大小
当皱纹在制件四周均匀产生时，应判断为压料力不足，逐渐加大压料力即可消除皱纹。当拉伸锥形件和半球形件时，拉伸开始时大部分材料处于悬空状态．容易产生侧壁起皱，故除增加压边力外，还应采用增加捡伸筋来增大板内径向拉应力，消除皱纹。
4.1.2 调整凹模圆角半径
凹模圆角半径太大，会增大坯料悬空部位，减弱控制起皱的能力，调整时可适当减小凹模圆角半径。
4.1.3 调整压料面的间隙
调整压料面间隙的方法有以下几种：
(1)采用里紧外松的原则。在凹模口直线弯曲变形区和伸长变形区应允许压料面稍有里紧外松现象，如图6所示，即里侧间隙应赂小于料厚t，外侧间隙应略大于料厚t。因为在此两类区域中，材料变形过程中料厚t或不变或变薄，这样就造成了压料间隙的变化。

图7所示为材料变形过程中不同区域材料受力情况，从图7可知，伸长类变形区在圆周方向径部均受拉应力作用，料厚变薄。随着材料的流动，料厚变薄，压料面间 隙相对增大，减少了压料力。当板料流过紧区时，压料困就减弱了压料作用，而里紧外松的压料面则可以均衡压料力。随着材料的矗动，压料困始终保持压料作用， 防止起皱等缺陷产生。

(2)采用里松外紧的原则，即内侧间隙大于料厚，外侧间隙小于料厚，如图8所示。在压缩变形区中材料处于径向受拉，切向受压的应力状态．毛坯在圆周方向上 产生压缩变形。随着材料的温动，料厚有增大的趋势，且这种趋势明显增加，这祥会使压料面间隙相对减小进而增大进料阻力，材料在拉力作用下易于破裂。因此在 调整模具压料面间隙时，宜在此处采用里松外紧的原则，消除材料厚度增加对材料变形的不利影响。
覆盖件拉伸棋的调整是一项比较复杂和困难的工作，在压料力不易控制的情况下，采取调整拉伸间隙的办法可消除因材料厚度变化而引起的压料力变化对材料变形的 不利影响，这种方法在调整拉伸棋时是很有效的。上述压料面间隙调整原则是实际调整拉伸模的经验总结，它与理论分析相吻合。


4.2 零件开裂
零件开裂的根本原因在于拉伸变形抗力大于简壁开裂处材料的实际有效抗拉强度。解决拉伸件破裂的调整方法如下：
(1)调整压料力，使压料力变小。
(2)调整拉伸间隐，使间隙变大，并使间隐变得均匀。
(3)调整凹模圆角半径。凹模圆角半径太小，零件易拉裂，加大凹模圆角半径可减小拉裂程度。
(4)调整凸模圆角半径。
(5)调整凸模与凹模的相对位置。
(6)毛坯尺寸太大或形状不当，板料质量及润滑不好也会使零件拉裂，故应改变毛坯尺寸或形状，调整冲压工艺。
造成零件开裂的原因很多，在调整时应仔细检查开裂状况、产生的部位，确定产生开裂的拉伸行程位置，根据具体情况推断产生开裂的原因，从而制定出解决开裂的具体方案。
5 模具调试中解决起皱开裂的几点体会
拉伸模一般在第1次试拉时拉伸件又皱又裂，这时必须仔细观察分斩压料面的情况，分析各种引起皱裂的原因。如果压料面有压痕，凹模圆角半径处开裂，说明进料 困难；如果压料面形成波纹，则开始进料容易，以后由于波纹的产生，材料流动困难，从而产生起皱开裂，也就是说在拉伸过程中，材料流动的难易，都会引起拉伸 件的起皱和开裂，那么不同的情况就要用不同方法去解决。
进料困难一般是由于压料面的进料阻力太大引起的。如果压料面和凹模圆角表面粗糙度值太商，或有反成形，局部拉伸太大，就要调节外滑块，减小压边力，适当加 大凹模圆角，降低表面蛆幢度值和加大拉伸筋槽的间隙。如果局部拉伸变形太大，有反成形，则要采取增加工艺切口或工艺孔的方法解决。
进料容易主要是由于压料面的进料阻力太小，压料面接触不好，或设计的拉伸件工艺性较差所致。如果是压料面问题则要求研修压料面，保证全面接触，另外还要调节外滑块增加压边力或增加压边面积。如果是拉伸件工艺性较差，则要重新设计拉伸件，以拉伸出合格产品。
以上仅是从工艺和拉伸模设计以及调整几个方面讨论了如何防止或解决覆盖件的拉伸皱裂问题，引起拉伸件皱裂的原因很多，但只要对发生的现象仔细研究和分斩，不同情况用不同的方法去解决，就会拉出表面质量好的覆盖件。
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【摘要】论述了精密体积成形(精锻)模具的寿命与模具设计制造的关系。采用先进设计手段合理设计精密体积成形件(精锻件)、锻压工艺、模具结构，选择模具材料，制定模具钢的锻造规范和热处理工艺以及合理确定机械加工工艺及加工精度，可大幅度提高模具寿命。

 1、引言
面对二十一世纪的国内建设形势，企业要适应市场经济的发展，作为国家支拄产业的汽车工业将加大轻、微、轿车的产量，因而对模锻件的精度提出了更高的要求。 在生产过程中，提高模具寿命是一个复杂的综合性问题。所有锻压工艺，特别是净形和近似净形加工工艺，在很大程度上取决于模具的精度和品质，取决于模具的技 术水平。模具技术反映在模具设计和制造上，而模具寿命除与上述两个环节有关外，还与使用环节有关。
提高模具寿命有极大的经济效益，一般在试生产阶段模具工装费用占生产成本的25%左右，而定型生产时仅为10%。
模具的早期失效形式，多为凸模断裂、模膛边缘堆塌、飞边遭桥部龟裂、模腔底部发生裂纹。影响模具寿命的因素较多，涉及面广，模具设计是模具寿命的基础。模 具设计环节是指模具的结构设计、成形模腔设计和确定模具钢种、模具硬度等。模具制造环节是指制模工艺、热处理规范和表面处理技术等。本文仅从模具设计和模 具制造两个方面探讨提高模具寿命的措施。
2、合理设计精密体积成形件(精锻件)
模锻件应尽量避免带小孔、窄槽、夹角，形状要尽量对称，即使不能做到轴对称，也希望达到上、下对称或左、右对称。要设计拔模斜度，避免应力集中和模锻单位压力增大，克服偏心受载和模具磨损不均等缺陷。
对于锻模模腔边缘和底部圆角半径R，设计时应从保证锻件型腔容易充满的前提下尽可能放大。若圆角半径过小，模腔边缘很容易在高温高压下堆塌，严重者会形成倒锥，影响模锻件出模。如底部圆角半径R过小而又不是光滑过渡，则容易产生裂纹且会不断扩大。
设计模具时应充分利用CAD系统功能对产品进行二维和三维设计，保证产品原始信息的统一性和精确性，避免人为因素造成的错误，提高模具的设计质量。产品三 维立体的造型过程以在锻造前全面反映出产品的外部形状，及时发现原始设计中可能存在的问题，同时根据产品信息，用电脑设计出加工模具型腔的电极，为后续模 具加工做好准备。
采用CAM技术可以将设计的电极精确地按指定方式生产。采用数控铣床(或加工中心)加工电极，可保证电极的加工精度，减小试模时间，减少模具的废品率和返修率，减少钳工劳动量。
对于一些外形复杂，精度要求高的锻件，靠模具钳工采用常规模具制造方法保证某些外形尺寸而采用CAD/CAM技术可以对这些复杂的锻件进行精确的尺寸描述，确定合理的分模面，保证合模精度，从模具制造这一环节确保产品精度。
CAD/CAM/CAE技术可以进行有限元分析，对关键部位的尺寸设计是否合理可以提供修改依据，从而在为客户提供高质量锻件的同时，也为客户的设计提供了依据，加强了与客户的合作。
成形是模锻过程中最重要的工步，模锻件的几何形状是靠锻模来保证的，模锻过程中要全面考虑各种因素，尤其是对生产中可能发生的或已暴露出的问题，在模具设 计时应采取措施减轻后续工序的加工难度。按照这一原则在预防为减少模锻件开裂与变形，提高锻件合格率方面，可以有针对性地采取一些对策和措施。如锻件的某 些部位在切边和冲孔时易变形而影响产品质量时，可在锻模设计上适当增加相应变形部位的加工余量予以补偿，这一点对于切边时锻件变形大的薄法兰更为重要。对 一些带有杆部且杆部直径相对较小的锻件，在切边和热处理过程中会产生有规律的几何变形，而用冷校正方式无法或难以校直。如某厂生产的TS60曲轴，可根据 实践经验和统计数据预先将中心线在一定范围内变形方向反向偏移一定的预补反变形量。
3、合理设计锻压工艺
目前，一般企业无健全的工艺试验室，缺乏工艺试验条件，客观上要求工艺方案必须正确，一次成功。尤其步入市场经济以后，企业负责人要求锻造技术人员只能成 功，不许失败，这就给工艺设计人员带来了较大的困难，要求工艺人员要具有较高的水平，但即使具有丰富实践经验的工艺人员也难免会感到棘手，一旦失误就会造 成较大损失。
对于切边时存在容易撕裂部分的锻件可在设计飞边槽时有意减薄薄弱部分飞边桥部的高度，以降低切飞边时此处的切割厚度。如S195连杆，材料为45钢，锻后 冷切边，大头搭子部位由于截面形状小、料薄，在切边时经常出现搭子及附近筋部撕裂，废品率高。若改为锻后余热切边则可提高切边质量，但由于切边受模锻生产 节拍的限制，效率低。而在设计锻模时减薄此处飞边桥的高度，减少此处飞边冲裁力，可以大大减少切边撕裂。
对于冷挤压工艺，必须最大程度地软化毛坯及减少变形时的磨擦力，严格控制变形程度和各工序变形程度的合理分配。
一般低碳钢、碳钢及低碳合金钢的软化退火工艺为：加热至760℃保温4h，以20℃/h的冷却速度冷到680℃保温3h，再以20℃/h的冷却速度冷却到640℃后随炉冷却到350℃出炉。硬度一般可达125～155HB。
含碳量小于0.2%的碳钢，钢材经退火后硬度可小于120HB。钢材经软化退火后再经滚光、酸洗、磷化、皂化后再涂猪油拌MoS2润滑，可降低变形负载，有效减少凸模、压模圈、接头体的断裂失效。
采用多工序小变形的冷挤压方法能有效地降低模具承受的单位挤压力，工序间坯料可不进行软化处理，使模具寿命得以延长。国内某些厂家在挤压生产时贪图一时之 便，减少挤压工序，虽然也能把样品(或产品)做出，但模具负荷太大，容易出现断裂失效。这种急功近利的做法是我国冷挤压工艺曾经一轰而起未能迅猛发展的主 要技术原因之一。
采用锻模CAE软件，可以分析材料的流动情况、磨擦阻力以及材料的充腔溢料情况，帮助设计人员有效合理地进行工艺设计。
4、合理的模具结构设计
模具结构设计主要考虑导向精度合理、冲裁间隙恰当、刚性好，还要考虑尽量采用组合式模具。模架应有良好的刚性，不要仅仅满足强度要求，模板不宜太薄，在可 能的情况下尽量增厚，甚至增厚50%。多工位模具不宜仅用2根导柱导向，应尽量做到4根导柱导向，这样导向性能好。因为增加了刚度，保证了凸、凹模间隙均 匀，确保凸模和凹模不会发生碰切现象。
浮动模柄可避免压力机对模具导向精度的不良影响。凸模应夹紧可靠，装配时要检查凸模或凹模的轴线对水平面的垂直度以及上下底面之间的平行度。
在冷挤压时，凸模和凹模的硬度要合适，要充分发挥强韧化处理对延长寿命的潜力。如W6Mo5Cr4V2钢冷挤压凸模，当硬度≥60HRC时可正常使用，寿 命为3000～3500件。但如果凭经验认为硬度低、塑性好，寿命一定延长时就会大失所望，当硬度为57～58HRC挤压工件时，凸模的工作带会镦粗。某 厂检测挤压第1件以后凸模的工作带尺寸发现，镦粗增大量为0.01～0.04mm。
对于热挤凹模就不能套用冷挤摸的经验，当把3Cr2W8V钢热挤凹模的硬度值从＞40HRC降到37～38HRC时，使用寿命从1000～2000次提高到6000～8000次。
根据经验，不同的锻压设备上的模锻对锻模的硬度要求不尽相同，即使在同一种锻压设备上的模锻，锻不同的产品对模具的硬度要求也不相同。
在锻件飞边切除时，凸模底要尽量与锻件的上侧表面相吻合。如钢丝钳模锻件热切飞边时，切飞边凸模底部的凹形要与钢丝钳柄部的弧形相吻合，否则在切飞边过程中，切飞边凸模易使锻件向一侧翻转，使凸模和凹模损坏。一般情况下，冲裁间隙放大可以延长切飞边模寿命。
5、合理选择模具材料
根据模具的工作条件、生产批量以及材料本身的强韧性能来选择模具用材，应尽可能选用品质好的钢材。据有关资料介绍，模具的制造费较高，而材料费用一般仅是模具价格的6%～20%。
对模具材料要进行质量检测，模块要符合供货协议要求，模块的化学成份要符合国际上的有关规定。只有在确信模块合格的情况下，才能锻造。大型模块 (100kg以上)采用电渣重熔钢H13时要确保内部质量，避免可能出现的成份偏析、杂质超标等内部缺陷。要采用超声波探伤等无损检测技术检查，确保每件 锻件内部质量良好，避免可能出现的冶金缺陷，将废品及早剔除。
6、合理制定模具钢的锻造规范
根据碳化物偏析对模具寿命的影响，必须限制碳化物的不均匀度，对精密模具和负荷大的细长凸模，必须选用韧性好强度高的模具钢，碳化物不均匀度应控制为不大 于3级。Cr12钢碳化物不均匀度3级要比5级耐用度提高1倍以上。滚丝模的碳化物不均匀度为5～6级时最多滚丝2000件，而碳化物不均匀度提高到 1～2级时可滚丝550000件。如果碳化物偏析严重，可能引起过热、过烧、开裂、崩刃、塌陷、拉断等早期失效现象。带状、网状、大颗粒和大块堆集的碳化 物使制成的模具性能呈各向异性，横向的强度低，塑性也差。
根据显微硬度测量结果，碳化物正常分布处为740～760HV，碳化物集中处为920～940HV，碳化物稀少处为610～670HV，在碳化物稀少处易回火过度，使硬度和强度降低，碳化物富集区往往因回火不足，脆性大，而导致模具镦粗或断裂。
通过锻造能有效改善工具钢的碳化物偏析，一般锻造后可降低碳化物偏析2级，最多为3级。最好采用轴向、径向反复镦拔(十字镦拔法)，它是将原材料镦粗后沿 断面中两个相互垂直的方向反复镦拔，最后再沿轴向或横向锻成，重复一次这一过程就叫做双十字镦拔，重复多次即为多次十字镦拔。
而对于直径小于或等于50mm的高合金钢，其碳化物不均匀性一般在4级以内，可满足一般模具使用要求。
 7、合理选择热处理工艺
热处理不当是导致模具早期失效的重要原因，据某厂统计，其约占模具早期失效因素的35%。
模具热处理包括锻造后的退火，粗加工以后高温回火或低温回火，精加工后的淬火与回火，电火花、线切割以后的去应力低温回火。只有冷热加工很好相互配合，才能保证良好的模具寿命。
模具型腔大而壁薄时需要采用正常淬火温度的上限，以使残留奥氏体量增加，使模具不致胀大。快速加热法由于加热时间短，氧化脱碳倾向减少，晶粒细小，对碳素 工具钢大型模具淬火变形小。对高速钢采用低淬、高回工艺比较好，淬火温度低，回火温度偏高，可大大提高韧性，尽管硬度有所降低，但对提高因折断或疲劳破坏 的模具寿命极为有效。通常Cr12MoV钢淬火加热温度为1000℃，油冷，然后220℃回火。如能在这种热处理以前先行热处理一次，即加热至1100℃ 保温，油冷，700℃高温回火，则模具寿命能大幅度提高。我们在70年代初期对3Cr2W8V钢施行高淬、高回工艺热处理钢丝钳热锻模具也取得良好效果， 寿命提高2倍多。采用低温氮碳共渗工艺，表面硬度可达1200HV，也能大大提高模具寿命。
低温电解渗硫可降低金属变形时的摩擦力，提高抗咬粘性能。使用6W6Mo5Cr4V钢制作冷挤压凸模，经低温氮碳共渗后，使用寿命平均提高1倍以上，再经 低温电解渗硫处理可以进一步提高寿命50%。模具淬火后存在很大的残留应力，它往往引起模具变形甚至开裂。为了减少残留应力，模具淬火后应趁热进行回火， 回火应充分，回火不充分易产生磨前裂纹。对碳素工具钢，200℃回火1h，残留应力能消除约50%，回火2h残留应力能消除约75%～80%，而如果 500～600℃回火1h，则残留应力能消除达90%。
某厂CrWMn钢制凸模淬火后回火1h，使用不久便断裂，而当回火2.5h，使用中未发现断裂现象。这说明回火不均匀，虽然表面硬度达到要求，但工作内部组织不均匀，残留应力消除不充分，模具易早期破裂失效。
回火后一般为空冷，在回火冷却过程中，材料内部可能会出现新的拉应力，应缓冷到100～120℃以后再出炉，或在高温回火后再加一次低温回火。
表面覆层硬化技术中的PVD、CVD近年来获得较大的进展，在PVD中常用的真空蒸镀、真空溅射镀和离子镀，其中离子镀层具有附着力强、浇镀性好，沉积速 度快，无公害等优点。离子镀工艺可在模具表面镀上TiC、TiN，其使用寿命可延长几倍到几十倍。离子镀是真空蒸膜与气体放电相结合的一种沉积技术。空心 阴极放电法(HCD法)是先用真空泵抽真空，再向真空泵通入反应气体，并使真空度保持在10-5～10-2Pa范围内，利用低压大电流HCD电子枪使蒸发 的金属或化合物离子化，从而在工作表面堆积成一层防护膜。为提高镀敷效率，一般在工件上施加负电压。
锻模的表面处理技术国内应用不太多，这一领域大有开发的必要。整体模腔的渗碳、渗氮、渗硼、碳氮共渗以及模腔局部的喷涂、刷镀和堆焊等表面硬化支持都是很有发展前途的，突破这一领域将使我国制模技术得到很大提高。
模具失效以后的焊补技术，国内90年代初期就有工厂进行研究和应用，如青海锻造厂，焊补后的锻模寿命可提高1倍。
8、合理确定机械加工制造工艺和加工精度
采用先进设备和技术确保每副模具具有高精度和互换性以保证锻模所要求的高精度和重复精度。制造工艺首先要解决加工后的加工变形与残留应力不能太大。粗加工 时最好不要使表面粗糙度Ra＞3.2μm，特别应注意在模具工作部分转角处要光滑过渡，减少热处理产生的热应力。
模腔表面加工时留下的刀痕、磨痕都是应力集中的部位，也是早期裂纹和疲劳裂纹源，因此在锻模加工时一定要刃磨好刀具。平面刀具两端一定要刃磨好圆角R，圆 弧刀具刃磨时要用R规测量，绝不允许出现尖点。在精加工时走刀量要小，不允许出现刀痕。对于复杂模腔一定要留足打磨余量，即使加工后没有刀痕，也要再由钳 工用风动砂轮(或用其它方法)打磨抛光，但要注意防止打磨时局部出现过热、烧伤表面和降低表面硬度。
模具电加工表面有硬化层，厚10μm左右，硬化层脆而有残留应力，直接使用往往引起早期开裂，这种硬化层在对其进行180℃左右的低温回火时可消除其残留应力。
磨削时若磨削热过大会引起肉眼看不见的与磨削方向垂直的微小裂纹，在拉应力作用下，裂纹会扩展。对CrWMn钢冷挤凹模采用干磨，磨削深度为 0.04～0.05mm时，使用中100%开裂；采用湿磨，磨削深度0.005～0.01mm时，使用性能良好。消除磨削应力也可将模具在 260～315℃的盐浴中浸1.5min，然后在30℃油中冷却，这样硬度可下降1HRC，残留应力降低40%～65%。对于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。
锻模粗加工时要为精加工保留合理的加工余量，因为所留的余量过小，可能因热处理变形造成余量不够，必须对新制锻模进行补焊，若留的余量过大，则增加了淬火后的加工难度。
当锻模燕尾支承面与分模面平行度超过要求时，会使锻模锁扣啃坏或打裂，重者会打断锤杆甚至损坏锤头，所以在锻模加工中除对模腔尺寸按图纸要求加工外，对其 它各部分外形尺寸、位置度、平行度、垂直度都要按要求加工并严格检验。有些厂对小型锻模热处理后用平面磨床磨削上下平面，对大型锻模用龙门刨床以刨代刮， 保证制造精度。
锻模模腔的粗糙度直接影响锻模寿命，粗糙度高会使锻件不易脱模，特别是中间带凸起部位，锻件越深，抱得越紧，最后只能卸下锻模用机加工或气割的方法破坏锻 件。由于粗糙度值高会使金属流动阻力增加，严重时模锻若干件以后会将模壁磨损成沟槽，既影响锻件成形，也易使锻模早期失效。
工作表面粗糙度值低的模具不但摩擦阻力小，而且抗咬合和抗疲劳能力强，表面粗糙度一般要求Ra=0.4～0.8μm。
模具的制造装配精度对模具寿命的影响也很大，装配精度高，底面平直，平行度好，凸模与凹模垂直度高，间隙均匀，亦可获得相当高的寿命。
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