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锻造工艺流程(冲压模具爆裂原因分析及改进对策)
来源: | 作者:东启特钢 | 发布时间: 2021-07-23 | 105 次浏览 | 分享到:
锻造工艺流程(冲压模具爆裂原因分析及改进对策)
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  锻造工艺流程(冲压模具爆裂原因分析及改进对策)


  锻造工艺流程众所周知,由于冲压工艺不同,工作条件不同,导致模具爆裂的原因有很多。模具钢厂家从模具设计、制造、使用等方面全面分析了模具爆裂的原因,并制定了完善的改进措施。

模具钢

  1.模具材质不好,在后续加工中容易断裂


  不同材料的模具寿命往往不同。因此,对冲压模具工作部件的材料提出了两个基本要求:


  (1)材料的使用性能应具有高硬度(58~64HRC)和高强度、高耐磨性和足够的韧性,热处理变形小,有一定的热刚度;


  (2)工艺性能好。冲压模具工作部件的加工制造过程一般比较复杂,必须适应各种加工工艺,如可锻性、可加工性、硬化能力、淬透性、淬火裂纹敏感性、磨削加工性等。通常,根据材料特性、生产批次、精度要求等。在冲压件中,选择性能优良的模具材料,同时考虑其工艺性和经济性。


  2.热处理:淬火和回火工艺不当引起的变形


  实践证明,模具的热加工质量对模具的性能和使用寿命有很大影响。根据模具失效原因分析统计,热处理不当造成的模具失效事故占40%以上。模具工作部件的淬火变形和开裂以及使用过程中的早期断裂都与模具的热加工工艺有关。


  锻造工艺:这是模具工作部件制造过程中的重要环节。对于高合金工具钢模具,通常会对碳化物分布等金相组织提出技术要求。此外,应严格控制锻造温度范围,制定正确的加热规范,采用正确的锻造力法,锻造后缓慢冷却或及时退火。


  预热处理:根据模具工作部件的不同材料和要求,采用退火、正火或调质等预热处理工艺,改善组织,消除锻坯的结构缺陷,提高加工工艺性。高碳合金模具钢经过适当的初步热处理,可消除网状二次渗碳体或链状碳化物,使碳化物球化细化,促进碳化物分布均匀。这有利于保证调质质量,延长模具使用寿命。


  淬火和回火:这是模具热处理的关键环节。淬火加热过程中如果出现过热,不仅会使工件变脆,而且在冷却过程中容易引起变形和开裂,严重影响模具寿命。淬火加热模具时要特别注意防止氧化脱碳,严格控制热处理工艺规范。如果条件允许,可以采用真空热处理。淬火后应及时回火,根据技术要求采用不同的回火工艺。


  消除应力退火:模具的工作部件在粗加工后应进行消除应力退火处理,目的是消除粗加工产生的内应力,避免淬火产生过大的变形和裂纹。对于精度要求高的模具,在磨削或电加工后需要进行应力消除和回火处理,有利于稳定模具精度,延长使用寿命。


  3.模具磨削平面度不够,导致弯曲变形


  模具工作部件的表面质量与模具的耐磨性、抗断裂能力和抗粘连能力密切相关,直接影响模具的使用寿命。特别是表面粗糙度值对模具寿命有很大影响。如果表面粗糙度值过大,工作时会产生应力集中,峰谷之间容易产生裂纹,影响模具的耐久性、工件表面的耐蚀性,直接影响模具的使用寿命和精度。因此,应注意以下事项:


  在加工模具工作零件的过程中,要防止磨削烧伤零件表面,严格控制磨削工艺条件和方法(如砂轮硬度、粒度、冷却液、进给量等参数)


  加工时应防止模具工作部件表面出现刀痕、夹层、裂纹、冲击伤痕等宏观缺陷。这些缺陷的存在会引起应力集中,成为断裂的根源,导致模具早期失效


  采用磨削、研磨、抛光等精加工和精细加工,获得更小的表面粗糙度值,延长模具使用寿命。


  4.设计过程:模具强度不够,刀片间距过近,模具结构不合理,模板块数不够,模具导向不准确,间隙不合理。


  1)布局和搭接。不合理的往复送料布局方式和过小的搭接值往往会造成模具的急剧磨损或阴阳模的啃咬。因此,在考虑提高材料利用率的同时,需要根据零件的加工批次、质量要求和模具配合间隙,合理选择排样方式和搭边值,从而提高模具寿命。


  2)模具导向机构的精度。准确可靠的导向对减少模具工作部件的磨损、避免阴阳模啃口有很大影响,尤其是无间隙和小间隙冲裁模、复合模和多工位级进模。为了延长模具的使用寿命,需要根据工艺性能和零件精度的要求,正确选择导向形式,确定导向机构的精度。一般来说,导向机构的精度应高于冲头和模具的配合端。


  3)模具(凸模和凹模)刃口的几何参数。凸模和凹模的形状、配合间隙和圆角半径不仅对冲压件的成形有很大影响,而且对模具的磨损和寿命也有很大影响。例如,模具的配合间隙直接影响冲裁件的质量和模具的寿命。如果精度要求高,应选择较小的间隙值;相反,可以适当增加间隙以提高模具寿命。


  5.线切割工艺:人工线切割,线切割间隙处理不当,没有清角,影响线切割变质层。


  冲压模具的刃口大多采用线切割加工。由于WEDM热效应和电解作用,模具加工表面产生一定厚度的变质层,导致表面硬度下降、微裂纹等。因此,WEDM模具容易出现早期磨损,直接影响模具落料间隙的维护,刃口容易崩边,缩短模具使用寿命。因此,在线切割过程中应选择合理的电规,使变质层深度最小。


  6.冲压设备选择:冲头吨位、冲裁力不足、调模过深。


  冲压设备(如压力机)的精度和刚度对冲压模具的寿命有很大影响。该冲压设备精度高、刚性好,大大提高了冲压模具的使用寿命。比如复杂硅钢片的模具材料为Cr12MoV,常用于普通开式压力机,平均再磨寿命为10000-30000次,而用于新型精密压力机,模具的再磨寿命可达60000-120000次。特别是小间隙或无间隙的冲压模具、硬质合金冲压模具、精密冲压模具,必须选用精度高、刚性好的压力机,否则会缩短模具的使用寿命,严重时甚至会损坏棋具。


  7.冲压工艺


  原材料厚度超差、材料性能波动、冲压件表面质量差(如生锈)或不干净(如油污)都会导致模具工作部件磨损加剧、易崩边等不良后果。为此,应当指出:


  1)尽可能使用冲压工艺性好的原材料,减少冲压变形力;


  2)冲压前,应严格检查原材料的品牌、厚度和表面质量,并将原材料擦拭干净。如有必要,应清除表面氧化物和铁锈;


  3)根据冲压工艺和原材料种类,必要时可安排软化处理和表面处理,选择合适的润滑剂和润滑工艺。


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