1)鋼件的鍛造工藝。這是模具工作零件制造過程中的重要環(huán)節(jié)。鍛造工藝不合理,會降低鋼材的性能,造成鍛造缺陷,形成導致模具早期失效的隱患。常見的鍛件表面缺陷有裂紋、折疊、凹坑等,內(nèi)部缺陷有組織偏析、流線分布不合理,、疏松、過熱、過燒等。對于高合金工具鋼的模具,通常對材料碳化物分布等金相組織提出技術要求。此外,還應嚴格控制鍛造溫度,制定正確的加熱規(guī)范,采用正確的鍛造力法,以及鍛后緩冷或及時退火等。
2)預備熱處理。應視模具工作零件的材料和要求的不同分別采用退火、正火或調(diào)質(zhì)等預備熱處理工藝,以改善組織,消除鍛造毛坯的組織缺陷,改善加工工藝性。高碳合金模具鋼經(jīng)過適當?shù)念A備熱處理可消除網(wǎng)狀二次滲碳體或鏈狀碳化物,使碳化物球化、細化,促進碳化物分布均勻性。這樣有利于保證淬火、回火質(zhì)量,提高模具壽命。
3)使用感應加熱爐淬火與回火。這是模具熱處理中的關鍵環(huán)節(jié)。若淬火加熱時產(chǎn)生過熱,不僅會造成工件較大的脆性,而且在冷卻時容易引起變形和開裂,嚴重影響模具壽命。沖模淬火加熱「特別應注意防止氧化和脫碳,應嚴格控制熱處理工藝規(guī)范,在條件允許的情況下,可采用真空熱處理。淬火后應及時回火,并根據(jù)技術要求采用不同的回火工藝。
4)消應力退火。模具工作零件在粗加工后應進行去應力退火處理,其目的是消除粗加工所造成的內(nèi)應力,以免淬火后產(chǎn)生過大的變形和裂紋。對于精度要求高的模具,在磨削或電加工后還需經(jīng)過消應力回火處理,有利于穩(wěn)定模具精度,提高使用壽命。
5)加工工藝的影響。切削加工時沒有徹底去除材料表面脫碳層,將會降低模具的表面硬度,加劇模具磨裂及淬裂的傾向。切削的表面粗糙、尺寸連接處不光滑,或留有尖角和加工刀痕,將萌生疲勞裂紋,造成模具疲勞失效。磨削加工時進給量過大、冷卻不足則容易產(chǎn)生磨削裂紋和磨削燒傷,降低模具的疲勞強度和斷裂抗力。電火花成形及線切割加工會使模具表面產(chǎn)生拉應力和顯微裂紋,導致表面剝落和早期開裂。若材料淬火后的內(nèi)應力很高,電火花加工時應力會重新分布,引起模具變形或開裂。
6)加工表面質(zhì)量的影響 模具工作零件加上表面質(zhì)量的優(yōu)劣對于模具的耐磨性、抗斷裂能力及抗黏著能力等有著十分密切的關系,直接影響模具的使用壽命。尤其是表面粗糙度值對模具壽命影響很大,若表面粗糙度值過大,在工作時會產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象,并在其峰、谷間容易產(chǎn)生裂紋,影響沖模的耐用度,還會影響工件表面的耐蝕性,直接影響沖模的使用壽命和精度,為此,應注意以下事項:①模具工作零件加工過程中必須防止磨削燒傷零件表面現(xiàn)象,應嚴格控制磨削工藝條件和工藝方法(如砂輪硬度、粒度、冷卻液、進給量等參數(shù))。②加工過程中應防止模具工作零件表面留有刀痕、夾層、裂紋、撞擊傷痕等宏觀缺陷。這些缺陷的存在會引起應力集中,成為斷裂的根源,造成模具早期失效。③采用磨削、研磨和拋光等精加工和精細加工獲得較小的表面粗糙度值,提高模具使用壽命。
7)表面強化處理的影響 為提高模具性能和使用壽命,模具工作零件表面強化處理應用越來越廣。常用的表而強化處理方法有:液體碳氮共滲、離子滲氮、滲硼、滲釩和電火花強化,以及化學氣相沉積法(CVD)、物理氣相沉積法(PVD)和在鹽浴中向工件表面浸鍍碳化物法(TD)等。此外,采用感應加熱爐高頻淬火,液壓、噴丸等表面強化處理,使模具工作零件表面產(chǎn)生壓應力,提高其耐疲勞強度,有利于模具壽命的提高。
8)使用和合理維護的影響 模具的正確使用和合理維護對于提高模具壽命事關重大。為了保護正常生產(chǎn),提高沖壓件質(zhì)量,降低成本,延長沖模壽命,必須正確使用和合理維護模具以及選擇更加合適的感應加熱爐,嚴格執(zhí)行沖?!叭龣z查”制度(使用前檢查,使用過程中檢查與使用后檢查),并做好沖模與維護檢修工作。主要工作包括模具的安裝調(diào)試方式應恰當,模具在生產(chǎn)中壓力機的參數(shù)需與設計要求相符合等。在正確使用模具時,還需對模具進行定期維護保養(yǎng),模具的導柱、導套及其他有相對運動的部位應經(jīng)常加注潤滑油,對模具進行有計劃的防護性維護,并通過維護過程中的數(shù)據(jù)處理,則可預防模具在生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問題,還可提高維修工作效率。
總之,在模具設計、制造、使用和維護全過程中,應用先進制造技術和實行全面質(zhì)量管理是提高模具壽命的有效保證,并且致力于發(fā)展專業(yè)化生產(chǎn),加強模具標準化工作,除零件標準化外,還有設計參數(shù)標準化、組合形式標準化、加工方法標準化等,不斷提高模具設計和制造水平,有利于提高模具壽命。
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