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振博對(duì)冷擠壓模具損壞的分析

  模具是實(shí)現(xiàn)少、無(wú)切削加工的重要工藝裝備,在現(xiàn)代生產(chǎn)中日益得到廣泛的應(yīng)用。在冷擠壓加工時(shí),常常遇到一些妨礙正常投產(chǎn)的重要問題,就是模具受到損壞,主要表現(xiàn)有如下三種失效類型:
 ?、?斷裂失效 如塑性斷裂失效、疲勞斷裂失效、蠕變斷裂失效、低應(yīng)力脆斷失效、介質(zhì)加速斷裂失效等。
 ?、?過量變形失效 主要包括過量的彈性和塑性變形失效。
  ⑶ 型腔表面損傷失效 如磨損失效、腐蝕失效、表面疲勞(點(diǎn)蝕或剝落)失效等。
  當(dāng)凸、凹零件產(chǎn)生上述這種缺陷時(shí),那就不能制造出合格的擠壓件,嚴(yán)重影響工廠的生產(chǎn)計(jì)劃,為關(guān)此,此,面臨工程技術(shù)人員應(yīng)要及時(shí)解決造成這些缺陷的面臨工程技術(shù)人員應(yīng)要及時(shí)解決造成這些缺陷的鍵問題。
  生產(chǎn)實(shí)踐指出,每副模具的承載能力、工作使用壽命、制造精度及產(chǎn)品合格率,在很大程度上取決于模具鋼的化學(xué)成分,模具零件的加工質(zhì)量及熱處理工藝等。為了生產(chǎn)出高質(zhì)量、高經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)品擠壓件,必須從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選用模具材料、機(jī)械加工、熱處理、生產(chǎn)成本等方面,全面進(jìn)行考慮,才能達(dá)到應(yīng)有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
  1.模具早期失敗的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)
  任何一種失敗原因,就需要了解及分析模具損壞的根本因素,應(yīng)從生產(chǎn)實(shí)踐中收集第一性資料,即社會(huì)調(diào)查。
  以模具外表和內(nèi)部檢驗(yàn)結(jié)果為依據(jù),找出其中影響模具失效的決定性因素,就可以查明模具失效的特征和損壞的根本原因。當(dāng)然,模具失效往往是由幾個(gè)因素綜合作用的結(jié)果,在進(jìn)行具體分析時(shí),必須充分考慮各個(gè)因素之間的相互影響和有機(jī)聯(lián)系。
近年來,對(duì)冷擠壓模具早期失效的原因作了一次統(tǒng)計(jì)分析,現(xiàn)將其數(shù)據(jù)結(jié)果列于表1。
序號(hào)模具失效原因上海地區(qū)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)
1模具材料質(zhì)量不好
2模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理
3模具熱處理工藝不佳
4模具加工方法不好
5對(duì)模具材料性能缺乏認(rèn)識(shí)
6毛坯材料下料不當(dāng)
7模具材料選用不當(dāng)
8模具使用條件不好
9模具毛坯鍛造工藝不好
  2.冷擠壓模具的工作條件
  冷擠壓模具工作條件極其惡劣。冷擠凸模的受力情況隨擠壓方法的不同而異,正擠壓凸模主要承受壓應(yīng)力的作用,而反擠壓凸?;驈?fù)合擠壓凸模,在擠壓工作行程時(shí),承受著很大的壓應(yīng)力作用,在回程時(shí)則承受較小的拉應(yīng)力,這個(gè)拉、壓應(yīng)力是交變產(chǎn)生的。不論是正擠壓還是反擠壓往往還受到偏心負(fù)荷所引起的彎曲應(yīng)力的作用。由此可以看出,冷擠壓凸模受到拉、壓和彎曲應(yīng)力的綜合作用,其受力狀態(tài)是比較復(fù)雜的。
  冷擠壓凹模內(nèi)壁由于承受著較大的內(nèi)壓力的作用,從而使凹模的圓周方向上作用著較大的拉應(yīng)力。
  此外,冷擠壓成形是在很短時(shí)間內(nèi)完成的,且將大截面的坯料變成小截面的擠壓件,從而使模具承受著交變的沖擊載荷。冷擠壓過程中的熱效應(yīng)以及模具工作表面受到的劇烈磨擦作用,使擠壓件溫升高達(dá)300~400℃。從而使模具在工作時(shí)溫度升高,不工作時(shí)溫度又有下降,這就是說模具還承受著冷熱交變應(yīng)力的作用。
  如此苛刻的工作條件,使得冷擠壓模具的使用壽命比其它模具要短得多。因此,為了延長(zhǎng)模具的使用壽命,降低產(chǎn)品成本,提高經(jīng)濟(jì)效益,查明模具失效的根本原因,并采取得力的措施加以解決,對(duì)于冷擠壓模具顯得比其它的模具更為重要。
  3.模具損壞的各種具體因素
  冷擠壓模具因受使用情況不同,使用的鋼種復(fù)雜,加工工序多等,可將影響模具使用壽命的各種具體因素分為如下六個(gè)方面:
⑴ 擠壓件方面
在擠壓件設(shè)計(jì)時(shí),與模具失效有關(guān)的有
① 原材料鋼號(hào);
② 制件形狀及尺寸;
③ 擠壓方式;
④ 變形程度;
⑤ 制件尺寸精度。
⑵ 模具設(shè)計(jì)方面
冷擠壓時(shí),影響模具使用壽命的有
① 模具材料使用不當(dāng);
② 硬度不合理;
③ 面與面相交處有尖角;
④ 厚薄壁相差過大;
⑤ 連接圓角半徑過?。?br />⑥ 材料纖維取向不合理;
⑦ 配合精度不當(dāng)。
⑶ 模具材質(zhì)方面
在選用模具材質(zhì)時(shí),密切有關(guān)的有
① 鋼的純凈度差;
② 化學(xué)成分偏析;
③ 鋼內(nèi)疏松;
④ 帶狀(網(wǎng)狀)碳化物;
⑤ 帶狀組織;
⑥ 球化退火質(zhì)量不好。
⑷ 機(jī)械加工方面
模具零件金屬切削加工時(shí),影響模具失效的有
① 磨削損傷,形成微裂紋痕跡;
② 電加工質(zhì)量差;
③ 連接圓角半徑較?。?br />④ 表面粗糙度差;
⑤ 尺寸精度差;
⑥ 加工應(yīng)力未除去。
⑸ 熱處理方面
在熱處理模具零件時(shí),影響模具失效的有
① 加熱速度不當(dāng);
② 淬火溫度不當(dāng);
③ 冷卻速度不當(dāng);
④ 保溫時(shí)間不當(dāng);
⑤ 爐內(nèi)氣氛不當(dāng);
⑥ 回火次數(shù)不夠;
⑦ 表面硬度不夠;
⑹ 使用操作方面
在冷擠壓加工生產(chǎn)時(shí),與模具失效有關(guān)的有
① 模具安裝不當(dāng);
② 潤(rùn)滑條件差;
③ 冷卻條件不當(dāng);
④ 設(shè)備狀況不好;
⑤ 實(shí)際操作不按要求。
  通過如上所指出的影響冷擠壓模具使用壽命的各種各種諸多因素,使我們清楚地看到,對(duì)具體的實(shí)際生產(chǎn)問題,需采用相應(yīng)的措施來逐步解決。

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