十大因素影响冲压模具的寿命管理
十大因素影响冲压模具的寿命管理
十大因素影响冲压模具的寿命管理2008-07-05 12:36:01来自: 罗百辉模具寿命与失效的评论研究表明：模具的使用寿命与模具结构设计、模具钢材选用、热处理、表面处理、机械加工研磨、线切割工艺，冲压设备、冲压材料及工艺，模具润滑、保养维修水平差等诸多因素有关。
其中引起模具失效的各种因素中，模具结构不合理、选材不当约占25%，热处理不当约占45%，工艺问题约占10%；设备问题、滑润问题等因素约占20%。
1.合理的模具结构设计模具结构对模具受力状态的影响很大，合理的模具结构能使模具工作时受力均匀，不易偏载，应力集中小。
模具设计的原则是保证足够的强度、刚度、同心度、对中性和合理的冲裁间隙，并减少应力集中，以保证由模具生产出来零件符合设计要求。
因此对模具的主要工作零作（如冲模的凸、凹模等）要求其导向精度高、同心度和中性好及冲裁的间隙合理。
在进行模具设计时，应着重考虑的是：①.设计凸模时必须注意导向支撑和对中保护。
特别是设计小孔凸模时采用导向装置结构，能保证模具零件相互位置的精度，增加模具抗弯曲、抗偏载的能力，避免模具不均匀磨损，从而延长模具寿命。
②. 对小孔、夹角、窄槽等薄弱部位进行补强，为了减少应力集中，要以圆弧过渡，圆弧半径R可取3～5mm。
③. 整体模具的凹圆角半径很易造成应力集中，并引起开裂，对于结构复杂的凹模采用镶拼结构，减少应力集中。
④. 冲模的凸、凹模圆角半径R不仅对冲压件成形有较大的影响，而且对于模具的磨损及寿命也影响很大。
设计时应从保证成型零件充分接触的前提下尽可能放大，避免产生倒锥，影响冲件脱料出模，如圆角半径R过小且没有光滑过渡，则容易产生裂纹。
⑤.合理增大间隙，改善凸模工作部分的受力状态，使冲裁力、卸件力和推件力下降，凸、凹模刃口磨损减少。
一般情况下，冲裁间隙放大可以延长切飞边模寿命。
⑥.模架应有良好的刚性，不要仅仅满足强度要求，模座厚度不宜太薄，至少应设计到45mm以上。
影响汽车冲压模具寿命的因素分析
影响汽车冲压模具寿命的因素分析汽车冲压模具的寿命是决定汽车生产效率的重要因素之一。
由于汽车冲压模具在生产过程中经受着巨大的冲击力和高温磨损，因此其寿命往往较短，其影响因素也比较复杂。
下文将会详细介绍这些因素。
一、材料选择在汽车冲压模具的制造过程中，材料的选择是关键因素之一。
常见的模具材料有工具钢、硬质合金、高速钢等。
在选择材料时，需要考虑到模具所需的强度、韧性、硬度以及耐磨性等因素。
不同材料对冲压性能和模具寿命的影响也是不同的。
二、加工质量模具的加工精度和表面光洁度是影响其寿命的重要因素。
模具的表面粗糙度和不平整会使得模具受到的热应力和机械应力增大，从而影响其使用寿命。
因此冲压模具在加工时，需要确保其表面光洁度和精度，这样才能够提高模具的使用寿命和生产效益。
三、设计结构模具的设计结构和形状也是影响其寿命的重要因素之一。
不同的汽车零部件需要不同的模具，因此需要考虑到易损件的位置、应力分布以及强度要求等因素，合理选择结构和形状，避免过度压力造成模具的破坏。
四、使用环境模具在工作时需要承受高温、高压及高速的冲击力，其使用环境会直接影响其使用寿命。
在使用过程中，需要定期对模具进行清洗和维护，避免当成物质穿入模具内部，引起模具的氧化和生锈等现象，从而影响模具的使用寿命。
五、使用条件冲压模具的使用条件也是影响其寿命的关键因素之一。
因此在使用过程中，需要注意不要过度使用，尽量控制冲压定位精度，避免过度冲击造成模具破坏。
另外，在模具使用过程中需要保持稳定的温度和湿度，避免润滑剂和自身热胀冷缩等问题，以提高模具的使用寿命。
综上所述，汽车冲压模具的使用寿命受到材料选择、加工质量、设计结构、使用环境和使用条件等多种因素的影响。
因此，在制造和使用汽车冲压模具时，应充分考虑以上因素，合理选择材料、加工工艺和设计结构，保护模具的环境，严格控制使用条件，以延长模具的使用寿命和提高生产效益。
浅谈冷冲压模具寿命的影响因素及维护措施
浅谈冷冲压模具寿命的影响因素及维护措施摘要：由于模具生产要采用一系列高新技术，如CAD/CAE/CAM/CAPP技术、计算机网络技术、激光技术、逆向工程和并行工程技术、快速成型技术及敏捷制造技术、高速加工及超精加工技术等等。
因此，模具技术水平的高低，在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。
可以说，模具技术已成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志。
引言从本质上说，模具属于工具，它并不是我们生产的最终目的，用它生产出合格产品才是最终目的。
因此，模具的质量，性能，寿命对能否最终生产出合格制品至关重要，要让模具达到最大的效益，就必须使模具在尽可能长的时间内保持其刚制造出来时的状态，这就是模具的维护。
从某种程度上讲，我们要了解一家冲压工厂的管理水平，只要观赛模具维护的情形就能做出判断：若有许多待修的模具，一般来说，这家企业生产效率低且加工不良品较多！一、影响冲模寿命的因素冲模是模具中的一大类，其使用寿命结束的方式是失效。
失效形式主要有磨损失效、变形失效、断裂失效以及啃伤失效等。
由于冲压工序及工作条件不同，导致冲模失效的因素是多方面的。
下面我们从冲模的设计、制造及使用方面来综合分析冲模寿命的影响因素以及相应的改善措施。
1.1模具设计角度模具设计对冲模寿命的影响也很大，尤其模具的导向机构精度和模具刃口几何参数更是如此，下面我们分别进行介绍。
1.1.1 模具的导向机构精度准确可靠的导向，对于减少模具零件的磨损，避免凸、凹模啃伤作用极大，尤其是无间隙和小间隙冲裁模、复合模和多任务工位模。
为提高模具寿命，我们必须根据工序性质和零件精度等要求，正确选择导向形式和确定导向机构的精度。
一般来说，导向机构的精度应高于凸，凹模的配合精度。
1.1.2模具（凸、凹模）刃口几何参数凸，凹模的形状、配合间隙和圆角半径不仅对冲压成件型有较大的影响，而且对于模具的磨损及寿命也影响很大。
对于精度要求较高的模具，我们宜选较小的间隙值；反之则可适当加大间隙以提高模具寿命。
冲压模具使用寿命标准
冲压模具使用寿命标准一、模具材料质量模具材料的质量是影响冲压模具使用寿命的重要因素。
优质的材料具有更高的强度、耐磨性和耐腐蚀性，能够保证模具在长时间使用过程中保持稳定的性能。
因此，在选择模具材料时，应选用符合标准的高品质材料，并进行相应的检验和测试。
二、模具结构设计模具结构设计对冲压模具的使用寿命也有很大影响。
合理的结构设计能够提高模具的刚度和稳定性，减少变形和磨损。
因此，在模具设计过程中，应充分考虑模具的工作原理、加工工艺和材料特性等因素，确保设计的合理性和可行性。
三、制造工艺水平制造工艺水平的高低直接影响到冲压模具的质量和使用寿命。
高水平的制造工艺能够保证模具的精度和表面质量，减少在使用过程中出现的问题。
因此，在制造过程中，应采用先进的制造设备和工艺技术，确保制造出的模具符合设计要求。
四、使用环境与条件使用环境与条件也是影响冲压模具使用寿命的重要因素。
例如，温度、湿度、振动等因素都会对模具的使用寿命产生影响。
因此，在使用过程中，应保持适宜的工作环境，避免对模具造成不必要的损害。
五、操作规范与维护保养操作规范与维护保养是延长冲压模具使用寿命的关键措施。
正确的操作方法和定期的维护保养能够减少模具的磨损和故障，延长其使用寿命。
因此，在使用过程中，应严格遵守操作规范，定期进行维护保养，确保模具的正常运行。
六、模具配件质量与寿命模具配件的质量和寿命也会影响冲压模具的使用寿命。
优质的配件能够提高模具的整体性能和使用寿命。
因此，在选择配件时，应选用符合标准的高品质产品，并进行相应的检验和测试。
同时，在维修过程中，应注意配件的更换周期和质量要求，确保更换后的配件能够与原模具相匹配。
七、模具修复与更换频率在冲压模具使用过程中，不可避免地会出现一些故障和磨损。
及时的修复和更换能够保证模具的正常运行和使用寿命。
因此，在发现故障或磨损时，应及时进行修复或更换相应的部件。
同时，在修复过程中应注意工艺流程和技术要求，确保修复后的部件能够满足使用要求。
影响冲模寿命的因素及预防措施
关键词：冲模寿命影响因素防范措施摘要: 影响冲模寿命的因素及预防措施。
分析影响冲模寿命的多种因素。
提出防范措施，以提高冲模的寿命。
正文冲模在生产应用过程中，常会发现不同情况的失效。
主要分为磨损失效，变形失效，断裂失效和啃伤失效等。
由于冲压工序不同，工作条件不同，影响冲模寿命的因素是多方面的。
下面就冲模的设计、制造及使用等方面分析影响冲模寿命的因素及提出防范和改善措施。
1、模具设计（1）模具的导向机构精度。
准确和可靠的导向，对于减少模具工作零件的磨损，避免凹凸模的啃伤影响极大，尤其是无间隙和小间隙冲裁模、复合模等更为有效。
为提高模具寿命，必须根据工序性质和零件精度等要求，正确选择导向形式和确定导向机构的精度。
一般情况下，导向机构的精度应高于凹凸模配合的精度。
现如今最普通的是用模架作为导向机构来保证冲模的精度。
（2）模具（凹凸模）刃口几何参数。
凹凸模的形状、配合间隙和圆角半径不仅对冲压件成形有较大的影响。
而且对于模具的磨损和寿命也影响很大。
模具的配合间隙直接影响冲裁件质量和模具寿命。
在传统设计中总是尽量选用较小间隙，因为模具在使用过程中，间隙会逐渐变大。
但只要在满足产品技术要求的情况下，适当取大间隙可以有效提高模具寿命。
2、冲压工艺（1）冲压零件的原材料实际生产中，由于冲压零件的原材料厚度公差超差、材料性能波动、表面质量较差（如锈迹）或不干净（如油污、沙粒）等，会造成模具的磨损加据、易崩刃等不良后果。
为此，应当注意：①尽可能采用冲压工艺好、质优的原材料，以减少冲压变形力；②冲压前应严格检查原材料的牌号，厚度及表面质量等，并将原材料擦拭干净。
③根据冲压工序和原材料的种类选择合适的润滑剂。
(2)排样与搭边不合理的往复送料法已经过小的搭边值往往会造成模具急剧磨损或凹凸模啃伤。
因此，在考虑提高材料利用率的同时，必须根据零件的加工批量、质量要求和模具配合间隙，合理选择排样方法和搭边值，易提高模具寿命。
3、模具材料模具材料的选用对模具寿命的影响至关重要。
影响模具寿命因素与提高模具寿命途径
影响模具寿命因素与提高模具寿命途径模具的使用寿命制约着精冲技术的应用与发展的瓶颈,因此对于模具的使用寿命我们一定要关注起来,下面小编给大家提供影响模具使用寿命的因素有哪些,并告诉大家提高模具使用寿命有哪些途径。
影响模具使用寿命因素:1、精冲件的结构工艺性(尖角、薄壁、悬壁、尺寸公差等)。
2、精冲件的材料(材质、料厚、硬度、塑性、表面质量)。
3、精冲模具的结构(强度、刚度、模具导向、小凸模的导向、排气和润滑)。
4、模具材料(材质、碳化物大小和均匀性、硬度、韧性)。
5、模具制造(模坯锻造、加工工艺、热处理、线切割、研磨、装配)。
6、生产操作(调模高度、压力、速度、送料精度、坯料清洁、润滑)。
7、模具维修(合理存放、合理刃磨、清洁、应力回火、防锈)。
提高模具使用寿命途径:1、审查精冲件的工艺性。
精冲件的工艺性(特别是圆角半径)对精冲模的寿命有一定影响,对于工艺性较差的(尤其尖角),应向设计部门提出改善建议。
图1为零件的圆角半径与模具寿命的关系,一般R/t≥0.8较好,如小于0.25则会导致模具寿命较低。
2、精冲模具的材料选择和热处理。
精冲模具主要工作零件的材料一般选Cr12MoV,当制件厚度大于4mm时,凸、凹模可采用W6Mo5Cr4V2高速钢。
对于工作强度很大、受力苛刻的凸模和凹模,则采用粉末冶金钢(V4、ASP23、ASP30)或硬质合金GT30。
凸、凹模热处理的硬度一般取58~62HRC,对于以磨损为主要失效形式的、形状简单的模具,可取60~64HRC;对于形状复杂、并以崩刃为主要失效形式的模具,可取56~60HRC,甚至54~58HRC。
对于Cr12MoV模具的热处理,当刃口形状较简单、冲裁料厚较薄(t≤3mm),采用1次硬化工艺(1020°C淬火、220°C回火)可获得较高的强度和耐磨性。
当刃口形状较复杂、冲裁料较厚(t>3mm)时,采用2次硬化工艺(1080°C淬火、520°C回火)则可获得较高的冲击韧性和稳定性。
影响冲模寿命的因素和提高其寿命的措施
影响冲模寿命的因素和提高其寿命的措施
康 爱 英 （ 南 信 息 职 业 技术 学 院 湖 南 湖 望城 ４ ２ ０ １ ０ ０ １
【 要】 摘 模具寿命是指模具因各种原 因而能上能引起 工作 失效， 最终不能修复而报 废之前 所加 工的冲件 总数。模具寿命 分为刃磨寿命 和 模 具总寿命 。本篇主要讨论影响冲压模具寿命的 因素和提高其寿命 的主要措施 。 【 关键词 】 模具 总寿命； 刃磨寿命 ； 冲压工艺及模具设计； 模具材料； 质量； 冶金 锻造和预处理； 模具加工工艺 ０引 言 ． １ 模具 的热处理工艺对模具寿命 的影 响 ＿ ３ 模具 寿命是指模具因为磨损和其它原 因而失效 ． 最终不 能修 复而 模具的热处理包括 ： 预先热处理、 粗加 工后的消除应力退火 、 淬火 磨削后或 电加工后消除应力退 火等 模 具的热处理质量对模 报废之前所加工 的冲件总数 。模具寿命分 为刃磨 寿命 和模具 总寿命 。 与 回火 、 模 模具从前一次修复 到下 一次修复前所加工 的最大合格冲件数称 为刃 具的性能与使用寿命影响很大。实践证明 ， 具工作零件的淬火变形 使用过程 中的早期断裂等 ． 都与模具 的热处理工艺关系很大 磨寿命 ： 模具从开始使用 到失效为止所加工 的合 格冲件总数 ． 为模 与开裂 ， 称 １ 模具零件毛坯 的锻造和预处理对模具 寿命 的影 响 ． ４ 具总寿命 。 模具 寿命与模具类型 、 结构、 模具材 料、 工作条件等有关 ． 模 锻造是模具工作零件制造过程 中的重要环节 。 锻件锻造 时会 出现 具寿命 受各种失效形式 的限制 。 各种 缺陷 ． 例如 高碳高合金模 具钢锻件 ， 因其具 有塑性低 、 变抗力 塑 １影响冲压模具寿命 的主要因素 ． 大、 导热性差 、 温度 区间窄 、 锻造 组织缺陷严重 、 淬透性高 、 内应力大等 １ 冲压工艺及模具设计对寿命的影响 ． １ 特点 ， 很容易产生锻造缺 陷。 这些缺陷可导致模具产生裂纹 。 响模具 影 １ ． 冲压件 的材料对模具寿命的影响 ．１ １ 增加模具早期失 效的倾 向。 在生产实际中 ， 由于冲压件材料厚度公差较大 、 材料性能波动 、 表 热处理工艺性及热处理后 的强韧性 ， 锻造后的模具零件毛坯一般需进行预处理 （ 退火 、 正火 、 调质等 ） ， 面质量差和不干净 等． 将造成模具工作零件磨 损加剧 、 崩刃 。 对于冲裁 模， 被冲板料厚度对模具 冲压载荷的影响较大 ， 薄板冲裁模（≤１ ） ｔ ． 受 以消 除毛坯 中的残余内应力和锻 造组织 的某些缺 陷 ．改善加工工艺 ５ 提高碳化物分 力较小 ， 主要失效形式 为磨损 。 厚板 冲裁模 （ １ ） ｔ ． 受力较 大． ＞５ 其失效形 性 。模具钢经过适 当的预处理可使碳化物球化和细化 ． 经淬火 、 回火后质量高 ， 可大大提高模具寿命。 式为磨损和局部断裂（ 刃）对于拉深模 ， 崩 。 被拉深板料 的成形性能 、 厚 布均匀性 ， １ 模具加工工艺对模具寿命的影响 ． ５ 度、 表面状况等 ， 响模具 冲压载荷的大小和黏着倾 向的程度 。 均影 模具制造一般要经过切 削加工 、 磨削加工和电火花加工。 生产中 ． １ ． 模具 的结 构形式对模具寿命的影响 ．２ １ 加工方法不当 ． 加工质量 （ 特别 是表面质量 ） 存在 问题 ． 都会显著影 响 整体式模具 由于存在凹凸转 角， 易造成应力集 中． 容 出现开裂 。 模具的耐磨性 、 断裂抗力 、 疲劳强度及热疲 劳抗力等 。 １ ．模具的几何参数对模具 寿命 的影响 ．３ １ １ ．切削加工的影响 ．ｉ ５ 凸、 凹模 的形状 、 间隙和圆角半径 的大小对模具 的磨损影 响很 大。 切削加 工中若产生加工 尺寸超差 、 尺寸 过渡处无 圆角连接 、 表面 如拉深模 过小 的凸、凹模 圆角半径在拉深过 程中将增大坯料流 动阻 粗糙 度不符合要求等 ． 将严重降低模具 的疲劳强度和热疲劳抗力。 力， 增大摩擦力和成形力 ， 使模具磨损或冲件拉断 。 １５ ．． ２磨削加工 的影响 １ ．排样和搭边对模具寿命 的影 响 ．４ １ 在磨削过程 中． 易出现磨削烧伤和磨 削裂纹的质量 问题 ． 容 这些 某些 需要往复送料 的排样和过小 的搭边值将 造成模具 的急剧 磨 问题的出现将 大大 降低模具的疲劳强度和断裂抗力 损和凸、 凹模 啃伤 。
影响汽车冲压模具寿命的因素分析
影响汽车冲压模具寿命的因素分析摘要：模具寿命是指模具在保证产品零件质量的前提下，所能加工制件的总数量，它包括工作面的多次修磨和易损件更换后的寿命。
模具寿命一般可分为设计寿命和使用寿命，在模具设计阶段就应明确该模具适用的生产批量类型或者模具生产制件的总数量，即模具的设计寿命；在正常情况下，模具的使用寿命应大于设计寿命。
不同类型的模具正常损坏的形式也不一样，冲压模具失效形式主要为磨损失效、变形失效、断裂失效和啃伤失效等。
然而，由于冲压工序不同、工作条件不同，影响冲压模具寿命的因素是多方面的。
关键词：汽车；冲压模具；寿命；影响因素前言：随着汽车行业的迅猛发展，汽车生产量的需求也越来越大，对于市场火爆的车型，生产需求量都在上百万台，对于冲压模具的寿命要求也越来越高，本文阐述了影响冲压模具寿命的相关因素，从模具的设计、使用、到维护保养过程逐一做了分析，只有做好每一个环节，才能更好地延长模具的使用寿命。
1、冲压模具寿命的定义模具寿命是指模具在保证产品零件质量的前提下，所能加工制件的总数量，包括工作面的多次修模和易损件更换后的寿命。
模具寿命一般分为模具设计寿命和使用寿命，在模具设计阶段就应该明确模具的生产制件总数量，即模具的设计寿命，在正常情况下，模具的使用寿命要大于模具的设计寿命。
2、冲压模具寿命设计的依据（1）每个汽车新项目在做策略的时候会首先定义汽车的生产寿命，是冲压模具设计寿命的首要依据。
（2）还需要考虑模具实际工作状态等其他因素影响，例如：每分钟的生产频次，不同的压力机的SPM（每分钟生产零件的次数）不一样，对模具的损耗也不一样，生产频次越大的对模具寿命的影响越大，在定义模具设计寿命时需要考虑到。
3、影响冲压模具寿命的因素3.1 模具的设计质量（1）零件的冲压工艺性。
冲压工艺设计时工序内容的划分要合理，避免过于工序内容过于集中的设计；冲压角度要合理，避免修冲类模具的镶块产生尖角；成型类的模具尽量使材料流动均匀，避免起皱叠料现象的发生。
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十大因素影响冲压模具的寿命管理2008-07-05 12:36:01 来自: 罗百辉模具寿命与失效的评论研究表明模具的使用寿命与模具结构设计、模具钢材选用、热处理、表面处理、机械加工研磨、线切割工艺冲压设备、冲压材料及工艺模具润滑、保养维修水平差等诸多因素有关。
其中引起模具失效的各种因素中模具结构不合理、选材不当约占25热处理不当约占45工艺问题约占10设备问题、滑润问题等因素约占20。
1.合理的模具结构设计模具结构对模具受力状态的影响很大合理的模具结构能使模具工作时受力均匀不易偏载应力集中小。
模具设计的原则是保证足够的强度、刚度、同心度、对中性和合理的冲裁间隙并减少应力集中以保证由模具生产出来零件符合设计要求。
因此对模具的主要工作零作如冲模的凸、凹模等要求其导向精度高、同心度和中性好及冲裁的间隙合理。
在进行模具设计时应着重考虑的是①.设计凸模时必须注意导向支撑和对中保护。
特别是设计小孔凸模时采用导向装置结构能保证模具零件相互位置的精度增加模具抗弯曲、抗偏载的能力避免模具不均匀磨损从而延长模具寿命。
②. 对小孔、夹角、窄槽等薄弱部位进行补强为了减少应力集中要以圆弧过渡圆弧半径R可取35mm。
③. 整体模具的凹圆角半径很易造成应力集中并引起开裂对于结构复杂的凹模采用镶拼结构减少应力集中。
④. 冲模的凸、凹模圆角半径R不仅对冲压件成形有较大的影响而且对于模具的磨损及寿命也影响很大。
设计时应从保证成型零件充分接触的前提下尽可能放大避免产生倒锥影响冲件脱料出模如圆角半径R过小且没有光滑过渡则容易产生裂纹。
⑤.合理增大间隙改善凸模工作部分的受力状态使冲裁力、卸件力和推件力下降凸、凹模刃口磨损减少。
一般情况下冲裁间隙放大可以延长切飞边模寿命。
⑥.模架应有良好的刚性不要仅仅满足强度要求模座厚度不宜太薄至少应设计到45mm以上。
浮动模柄可避免冲床对模具导向精度的不良影响。
凸模应紧固牢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。
⑦.模具的导向机构精度。
准确和可靠的导向对于减少模具工作零件的磨损避免凸、凹模啃伤影响极大尤其是无间隙和小间隙冲裁模、复合模和连续模则更为有效。
为提高模具寿命必须根据工序性质和零件精度等要求正确选择导向形式和确定导向机构的精度。
一般情况下导向机构的精度应高于凸、凹模配合精度。
连续模具应设计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。
⑧.排样方式与搭边值大小对模具寿命的影响很大过小的搭边值往往是造成模具急剧磨损和凸、凹模啃伤的主要原因。
从节约材料出发搭边值愈小愈好但搭边值小于一定数值后对模具寿命和剪切表面质量不利。
在冲裁中有可能被拉入模具间隙中使零件产生毛刺甚至损坏模具刃口降低模具寿命。
因此在考虑提高材料利用率的同时必须根据零件产量、质量和寿命确定排样方法和搭边值。
2.合理选择模具材料冲压模具工作时要承受冲击、振动、摩擦、高压和拉伸、弯扭等负荷甚至在较高的温度下工作如冷挤压工作条件复杂易发生磨损、疲劳、断裂、变形等现象。
因此模具材料的性能对模具的寿命影响较大不同材质的模具寿命往往不同对模具工作零件材料的要求比普通零件也高。
①.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。
a.材料的使用性能应具有高硬度5864HRC和高强度并具有高的耐磨性和足够的韧性热处理变形小有一定的热硬性。
b.材料的工艺性能良好具有可锻性、淬硬性、淬透性、淬火裂纹敏感性和磨削加工性、热稳定性和耐热疲劳性等。
通常根据冲压件的材料特性、生产批量、精度要求等选择性能优良的模具材料同时兼顾其工艺性和经济性。
在大批量生产选用模具材料时应选用长寿命的模具材料如硬质合金高强韧、高耐磨模具钢如SKD11SLDDC53等对小批量或新产品试制可采用国产的45、Cr12等模具材料对于易变形、易断裂失效的通用模具需要选用高强度、高韧性的材料DF-2热冲模则要选用具有良好的韧性、强度、耐磨性和抗冷热疲劳性能的材料如DAC。
②.对模具材料要进行质量检测模板要符合供货协议要求模板的化学成份要符合国际上的有关规定。
只有在确信模具材料合格的情况下才能使用。
③.模具钢材生产厂家采用电渣重熔钢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钢材内部质量良好避免可能出现的冶金缺陷将废品及早剔除。
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。
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。
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。
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。
3.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从模具失效分析得知45的模具失效是由于热处理不当造成的。
模具热处理包括钢材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。
①.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。
②.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。
③.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。
④.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7580而如果500600℃回火1h则残留应力能消除达90。
⑤.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100120℃以后再出炉或在高温回火后再加一次低温回火。
4. 合理的模具表面强化工艺模具表面强化的主要目的的是提高模具表面的耐磨性、耐蚀性和润滑性能。
表面强化处理工艺主要有气体氮化法、离子氮化法、点火花表面强化法、渗硼、TD法、CVD法、PVD法、激光表面强化法、离子注入法、等离子喷涂法等。
①. 气体软氮化使氮在氮化温度分解后产生活性氮原子被金属表面吸收渗入钢中并且不断自表面向内扩散形成氮化层。
模具经氮化处理后表面硬度可达HV9501200使模具具有很高的红硬度和高的疲劳强度并提高模具表面光洁的度和抗咬合能力。
②. 离子氮化将待处理的模具放在真空容器中充以一定压力的含氮气体如氮或氮、氢混合气然后以被处理模具作阴极以真空容器的罩壁作阳极在阴阳极之间加400600伏的直流电压阴阳极间便产生辉光放电容器里的气体被电离在空间产生大量的电子与离子。
在电场的作用下正离子冲向阴极以很高速度轰击模具表面将模具加热。
离能正离子冲入模具表面获得电子变成氮原子被模具表面吸收并向内扩散形成氮化层。
应用离子氮化法可提高模具的耐磨性和疲劳强度。
③. 点火化表面强化这是一种直接利用电能的高能量密度对模具表面进行强化处理的工艺。
它是通过火花放电的作用把作为电极的导电材料溶渗进金属工件表层从而形成合金化的表面强化层使工作表面的物理、化学性能和机械性能得到改善。
例如采用WC、TiC等硬质合金电极材料强化高速钢或合金工具钢表面可形成显微硬度HV1100以上的耐磨、耐蚀和具有红硬性的强化层使模具的使用寿命明显得到提高。
点火花表面强化的优点是设备简单、操作方便处理后的模具耐磨性提高显著缺点是强化表面较粗糙强化层厚度较薄强化处理的效率低。
④. 渗硼由于渗硼层具?辛己玫暮煊残浴⒛湍バ酝ü鹉芟灾岣吣＞表面硬度达到HV13002000和耐磨性可广泛用于模具表面强化尤其适用于处理在磨粒磨损条件下的模具。
但渗硼层往往存着较大的脆性这也限制了它的应用。
⑤. TD热处理在空气炉或盐槽中放入一个耐热钢制的坩埚将硼砂放入坩埚加热熔化至800℃1200℃然后加入相应的碳化物形成粉末如钛、钡、铌、铬再将钢或硬质合金工件放入坩埚中浸渍保温12小时加入元素将扩散至工件表面并与钢中的碳发生反应形成碳化物层所得到的碳化物层具有很高的硬度和耐磨性。
⑥. CVD法化学气相沉积将模具放在氢气或其它保护气体中加热至900℃1200℃后以其为载气把低温气化挥发金属的化合物气体如四氯化钛TiCI4和甲苯CH4或其它碳氢化合物蒸气带入炉中使TiCI4中的钛和碳氢化合物中的碳以及钢表面的碳分在模具表面进行化学反应从而生成一层所需金属化合物涂层如碳化钛。
⑦ PVD法物理体相沉积在真空室中使强化用的金属原子蒸发或通过荷能粒子的轰击在一个电流偏压的作用下将其吸引并沉积到工件表面形成化层。
利用PVD法可在工件表面沉积碳化钛、氮化钛、氧化铝等多种化合物。
⑧. 激光表面强化当具有一定功率的激光束以一定的扫描速度照射到经过黑化处理的模具工作表面时将使模具工作表面在很短时间内由于吸收激光的能量而急剧升温。
当激光束移开时模具工作表面由基材自身传导而迅速冷却从而形成具有一定性能的表面强化层其硬度可提高1520此外还具有淬火组子细小、耐磨性高、节能效果显著以及可改善工作条件等优点。
⑨. 离子注入利用小型低能离子加速器将需要注入元素的原子在加热器的离子源中电离成离子然后通过离子加热器的高电压电场将其加热成为高速离子流再经过磁分析器提炼后将离子束强行打入模具工作表面从而改变模具表面的显微硬度和粗糙度降低表面摩擦系数最终提高工作的使用寿命。
5. 消除线切割产生的应力线切割机加工前原材料内部因为淬火呈拉应力状态线切割时产生的热应力也是拉应力两种应力叠加的结果很容易达到材料的强度极限而产生微裂纹从而大大缩短冲压模具寿命因此要提高冲压模具的寿命需要消除线切割产生的应力。
①研磨去掉白层通常模具线切割后经过研磨去掉表面硬度低的灰白层后便可进行装配使用。
但这样做没有改变线切割造成的应力区的应力状态即使增大线切割后的研磨余量但因高硬层硬度高达70HRC 研磨困难过大的研磨量容易破坏零件几何形状。