保證和提高模具有效磨損壽命的途徑
模具磨損的根本原因是模具零件與制件(或坯料)之間或模具零件與零件之間的相互摩擦作用。能夠降低這種摩擦作用,或者能夠提高模具零件的耐磨性的途徑,都是降低模具的磨損速度、提高模具有效磨損壽命的有效途徑。
1.合理選擇模具材料
材料的耐磨性是決定模具零件磨損速度的主要因素之一,材料的耐磨性主要決定于材料的種類和熱處理狀態(tài)。常用模具材料中,以冷作模具用鋼為例,硬質(zhì)合金的耐磨性最高,其次是高碳高鉻工具鋼,再次是低合金工具鋼,碳素工具鋼的耐磨性最低。一般情況下,需要耐磨的模具零件都應(yīng)通過(guò)淬火或其他熱處理方法提高材料的硬度,材料越硬,耐磨性就越好。
2.提高模具零件表面質(zhì)量
首先,要提高零件表面的精加工質(zhì)量。零件加工越精細(xì),表面粗糙度值越小,則磨損速度就越慢,使用壽命就越高。其次,要盡力避免零件表層材料在加工過(guò)程發(fā)生軟化現(xiàn)象,防止材料耐磨性的降低。例如,在磨削加工時(shí),如果工藝條件選擇不當(dāng),就會(huì)會(huì)產(chǎn)生磨削燒傷,使表層材料的硬度降低,大大降低零件的耐磨性。
3.潤(rùn)滑處理
模具的導(dǎo)柱、導(dǎo)套及其他有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部位應(yīng)經(jīng)常加注潤(rùn)滑油。沖壓加工時(shí)一般應(yīng)在凸、凹模工作表面或毛坯表面涂覆潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑劑。變形抗力大的沖壓加工,如冷擠壓、厚料拉深、變薄拉深等,應(yīng)對(duì)坯料進(jìn)行表面潤(rùn)滑處理,例如:對(duì)碳鋼坯料進(jìn)行磷化皂化處理;對(duì)不銹鋼坯料進(jìn)行草酸鹽處理。鍛模、塑料模和壓鑄模等模具在成形前都應(yīng)將潤(rùn)滑劑或起模劑噴涂于成形零件表面。
4.防止粘模
如果制件材料與模具材料之間有較強(qiáng)的親和力,兩者之間會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的粘附作用,甚至相互間在高壓作用下產(chǎn)生冷焊,這就是所謂的粘模現(xiàn)象。粘模現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí),將在起模時(shí)導(dǎo)致制件和模具零件表面的材料撕裂脫落,一方面影響制件的表面質(zhì)量,另一方面將使模具零件產(chǎn)生劇烈的粘著磨損,同時(shí)脫落的材料顆粒還會(huì)加劇模具零件的磨損。因此,無(wú)論是對(duì)于制件質(zhì)量,還是對(duì)于模具壽命,粘模現(xiàn)象都是極為有害的,都應(yīng)采取措施加以預(yù)防。預(yù)防粘模的方法有:采用與制件材料親和力較小的模具材料;采用可靠的潤(rùn)滑措施,防止?jié)櫥ぴ诟邏合卤粩D破;采用滲氮、碳氮共滲等表面處理方法,改變模具零件表層材料的組織結(jié)構(gòu)。
5.合理選擇模具結(jié)構(gòu)參數(shù)和成形工藝條件
在保證制件質(zhì)量的前提下,對(duì)于沖裁模適當(dāng)加大凸、凹橫間隙,對(duì)于彎曲模、拉深模適當(dāng)加大凸、凹模間隙和凹模口部圓角半徑,對(duì)于冷擠壓模適當(dāng)減小凹模入口角和凸、凹模工作帶高度.以及增加制件的起模斜度,都能提高模具磨損壽命。對(duì)于塑料模、壓鑄模等模具,適當(dāng)減小成形壓力、溫度和速度,提高模具溫度,既能減小溶融塑料或合金液在充模時(shí)對(duì)模具成形表面的沖擊磨損,又能減小制件對(duì)模具的脹模力,從而減小模具在制件起模時(shí)的磨損。
6.表面強(qiáng)化
表面強(qiáng)化的目的是提高模具零件表面的耐磨性。常用的表面強(qiáng)化方法有表面電火花強(qiáng)化、硬質(zhì)合金堆焊、滲氮、碳氮共滲、滲硫處理、表面鍍鉻等。表面電火花強(qiáng)化、硬質(zhì)合金堆焊常用于沖裁模。滲氮(硬氮化)主要用于3Cr2W8V、5CrMnMo等熱加工模具鋼零件的表面強(qiáng)化,此方法除能提高零件的耐磨性外,還能提高零件的耐疲勞性、耐熱疲勞性和耐磨蝕性,主要用于壓鑄模、塑料模等模具。碳氮共滲(氣體軟氮化)不受鋼種的限制,能應(yīng)用于各類模具。滲硫處理能減小摩擦系數(shù),提高材料的耐磨性,一般只用于拉深模、彎曲模。表面鍍鉻主要用于塑料模及拉深模、彎曲模。除了上述常用方法外、模具的表面強(qiáng)化還有滲硼處理、滲金屬處理、TD法處理、化學(xué)氣相沉積處理、碳氮硼多元共滲等許多方法。
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