保证和提高模具有效磨损寿命的途径
模具磨损的根本原因是模具零件与制件(或坯料)之间或模具零件与零件之间的相互摩擦作用。能够降低这种摩擦作用,或者能够提高模具零件的耐磨性的途径,都是降低模具的磨损速度、提高模具有效磨损寿命的有效途径。
1.合理选择模具材料
材料的耐磨性是决定模具零件磨损速度的主要因素之一,材料的耐磨性主要决定于材料的种类和热处理状态。常用模具材料中,以冷作模具用钢为例,硬质合金的耐磨性最高,其次是高碳高铬工具钢,再次是低合金工具钢,碳素工具钢的耐磨性最低。一般情况下,需要耐磨的模具零件都应通过淬火或其他热处理方法提高材料的硬度,材料越硬,耐磨性就越好。
2.提高模具零件表面质量
首先,要提高零件表面的精加工质量。零件加工越精细,表面粗糙度值越小,则磨损速度就越慢,使用寿命就越高。其次,要尽力避免零件表层材料在加工过程发生软化现象,防止材料耐磨性的降低。例如,在磨削加工时,如果工艺条件选择不当,就会会产生磨削烧伤,使表层材料的硬度降低,大大降低零件的耐磨性。
3.润滑处理
模具的导柱、导套及其他有相对运动的部位应经常加注润滑油。冲压加工时一般应在凸、凹模工作表面或毛坯表面涂覆润滑油或润滑剂。变形抗力大的冲压加工,如冷挤压、厚料拉深、变薄拉深等,应对坯料进行表面润滑处理,例如:对碳钢坯料进行磷化皂化处理;对不锈钢坯料进行草酸盐处理。锻模、塑料模和压铸模等模具在成形前都应将润滑剂或起模剂喷涂于成形零件表面。
4.防止粘模
如果制件材料与模具材料之间有较强的亲和力,两者之间会产生很强的粘附作用,甚至相互间在高压作用下产生冷焊,这就是所谓的粘模现象。粘模现象严重时,将在起模时导致制件和模具零件表面的材料撕裂脱落,一方面影响制件的表面质量,另一方面将使模具零件产生剧烈的粘着磨损,同时脱落的材料颗粒还会加剧模具零件的磨损。因此,无论是对于制件质量,还是对于模具寿命,粘模现象都是极为有害的,都应采取措施加以预防。预防粘模的方法有:采用与制件材料亲和力较小的模具材料;采用可靠的润滑措施,防止润滑膜在高压下被挤破;采用渗氮、碳氮共渗等表面处理方法,改变模具零件表层材料的组织结构。
5.合理选择模具结构参数和成形工艺条件
在保证制件质量的前提下,对于冲裁模适当加大凸、凹横间隙,对于弯曲模、拉深模适当加大凸、凹模间隙和凹模口部圆角半径,对于冷挤压模适当减小凹模入口角和凸、凹模工作带高度.以及增加制件的起模斜度,都能提高模具磨损寿命。对于塑料模、压铸模等模具,适当减小成形压力、温度和速度,提高模具温度,既能减小溶融塑料或合金液在充模时对模具成形表面的冲击磨损,又能减小制件对模具的胀模力,从而减小模具在制件起模时的磨损。
6.表面强化
表面强化的目的是提高模具零件表面的耐磨性。常用的表面强化方法有表面电火花强化、硬质合金堆焊、渗氮、碳氮共渗、渗硫处理、表面镀铬等。表面电火花强化、硬质合金堆焊常用于冲裁模。渗氮(硬氮化)主要用于3Cr2W8V、5CrMnMo等热加工模具钢零件的表面强化,此方法除能提高零件的耐磨性外,还能提高零件的耐疲劳性、耐热疲劳性和耐磨蚀性,主要用于压铸模、塑料模等模具。碳氮共渗(气体软氮化)不受钢种的限制,能应用于各类模具。渗硫处理能减小摩擦系数,提高材料的耐磨性,一般只用于拉深模、弯曲模。表面镀铬主要用于塑料模及拉深模、弯曲模。除了上述常用方法外、模具的表面强化还有渗硼处理、渗金属处理、TD法处理、化学气相沉积处理、碳氮硼多元共渗等许多方法。
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