某公司生產(chǎn)的某些開關(guān)設(shè)備觸頭零件(采用錫青銅材料，要求具有良好的彈性、耐磨性、抗磁性和耐蝕性。由于該零件形狀較復(fù)雜，在沖壓、折彎加工過程中，為使加工件在保持一定強(qiáng)度與彈性的前提下具有足夠的韌性，避免工件折彎時(shí)在彎角處產(chǎn)生開裂，需要對(duì)該類材料工件進(jìn)行必要的退火處理。為此，如何制訂適宜的加工工序及熱處理工藝，以便滿足零件設(shè)計(jì)要求及生產(chǎn)需求就顯得十分必要。

1. 觸頭零件材料及熱處理要求

( 1) 材料 2.5mm 厚錫青銅板材( QSn6.5 - 0.1) 。
( 2) 熱處理要求 退火后工件在保持一定強(qiáng)度與彈性的同時(shí)具有足夠的韌性，以便在沖壓、折彎過程中不應(yīng)出現(xiàn)開裂或因加工硬化而導(dǎo)致加工困難的現(xiàn)象。

2. 觸頭在沖壓、折彎過程中易出現(xiàn)的問題

將錫青銅板材未經(jīng)相應(yīng)的熱處理直接加工時(shí)，因觸頭材料在沖剪( 包括沖孔、剪槽等) 成相應(yīng)的板條件后產(chǎn)生了一定的加工硬化現(xiàn)象，致使在隨后進(jìn)行的折彎處理過程中，容易出現(xiàn)使沖頭發(fā)生折斷、模具磨損加劇的弊端; 同時(shí)因韌性不足，工件在進(jìn)行折彎處理時(shí)出現(xiàn)易開裂、不易成形及影響零件最終成形尺寸等問題。為此，需制訂適宜的加工線路及熱處理工藝，以便滿足零件設(shè)計(jì)要求及生產(chǎn)需求。

3. 零件加工路線的排定

根據(jù)零件形狀、加工設(shè)備特點(diǎn)和使用方法以及在加工過程中零件材料性能發(fā)生變化的狀況，可以將其加工路線大致排定為: 刀剪→沖壓→退火→折彎→退火→折
彎成形→表面處理等加工工序。

4. 退火工藝的選擇

( 1) 銅- 錫合金相圖大致如圖所示。

( 2) 加熱溫度、保溫時(shí)間及冷卻方式 根據(jù)圖可知，QSn6. 5 - 0. 1 錫青銅材料由α→α+ ε的相變溫度大致在320 ℃ 左右，即加熱溫度高于320 ℃，其組織均為單相組織( α相) ，直至加熱到930 ℃ 左右出現(xiàn)液相組織( L+ α) ，考慮到使用設(shè)備、工件加熱后的氧化程度及熱處理后工件的實(shí)際加工等性能，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)驗(yàn)證后，采用( 350 ±10) ℃的加熱溫度比較適宜。加熱溫度過高，工件氧化嚴(yán)重; 采用溫度過低，工件強(qiáng)度及彈性偏高而韌性明顯不足，不宜成形。由于裝爐量較多(230kg/35k W 井式爐) ，為使其透熱并獲得一定的強(qiáng)韌性，以便利于隨后的折彎加工處理，每爐工件到溫后需保溫2h左右，之后便可空冷處理，也可將工件留在回火桶內(nèi)緩慢冷卻( 連同回火桶一并吊出回火爐) 。

( 3) 退火處理效果鑒別 由于條件所限，對(duì)處理后的工件一般可采用兩種方法簡(jiǎn)單予以鑒別，一是觀察工件顏色，即處理良好的工件由原來的黃銅色變?yōu)樘m黑色( 因氧化而在工件表面產(chǎn)生2 ～3μm 厚的氧化層，極易脫落) ; 二是可將處理完畢的工件直接用手折彎來判別。折彎時(shí)，如果感覺工件在具有一定強(qiáng)度和彈性的同時(shí)，還可以折彎，則說明退火效果良好，適宜成形加工。反之，處理后的工件強(qiáng)度及彈性較高，用手不易折彎，說明退火處理效果不良，需重新退火處理。

( 4) 采用設(shè)備及裝爐方式 為了達(dá)到均溫及防氧化目的，錫青銅材料工件一般不宜在無攪拌風(fēng)扇的箱式爐內(nèi)進(jìn)行處理。例如在裝爐量相同( 爐子功率均為230kg/35kW) 的前提下，工件在無攪拌風(fēng)扇的箱式爐和有攪拌風(fēng)扇的井式回火爐中分別進(jìn)行處理效果比對(duì)。在( 350 ±10) ℃溫度加熱、保溫2h 及隨后出爐空冷的相同退火工藝條件下，二者的處理結(jié)果有很大的差別。用箱式爐處理后的工件，其色澤不一，強(qiáng)度偏高而韌性不足，難于進(jìn)行折彎加工處理。而用井式回火爐處理同批次的工件后，色澤較均一，強(qiáng)韌性適宜，利于隨后的加工作業(yè)。因此，對(duì)條件有限的企業(yè)來說，退火處理可用井式爐來處理，同時(shí)可以采用容量較大的回火桶來裝料( 多桶裝料效果更好) ，回火桶壁最好有大量鉆孔，以利工件受熱均勻，但必須將工件須擺放整齊，以免底層工件由于受壓而發(fā)生變形。

5. 實(shí)際應(yīng)用

近日，我們對(duì)近6000 件錫青銅觸頭( 重達(dá)750kg)工件在沖壓及一次折彎后分別經(jīng)( 350 ±10) ℃加熱、保溫2h 后出爐空冷的退火處理，不僅解決了工件在沖壓折彎中易產(chǎn)生開裂、不易成形及影響零件成形尺寸的問題，同時(shí)也避免了因加工材料強(qiáng)度及彈性過高但韌性不足的原因而導(dǎo)致沖頭發(fā)生折斷、模具磨損加劇等不良因素，保證了零件的如期完成。

6. 注意事項(xiàng)

( 1) 對(duì)形狀復(fù)雜的沖壓折彎零件，其來料品質(zhì)即材料組織的均勻性、板材軋制紋理的方向性與成分是否標(biāo)準(zhǔn)是達(dá)到零件設(shè)計(jì)要求的關(guān)鍵影響因素。

( 2) 對(duì)沖壓折彎后產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象的工件，通過適宜的退火處理予以消除。對(duì)上述工件而言，適宜的退火工藝為：( 350 ±10) ℃的加熱，保溫2h 后出爐空冷。

( 3) 在加熱處理過程中，盡量采用保護(hù)氣氛保護(hù)，并注意爐內(nèi)循環(huán)氣流的流動(dòng)形式和工件受熱的均勻性，同時(shí)應(yīng)將爐內(nèi)工件盡量擺放整齊以免受壓產(chǎn)生變形。