影响模具寿命的因素及注意事项

影響模具壽命的因素及注意事項 1﹑鍛造工藝對模具壽命的影響﹕模具鋼含碳量及合金元素含量均高﹐導熱性差特 別是高碳鋼鍛造溫度范圍較窄﹐﹐如操作不當極易鍛裂。 2﹑熱處理對模具壽命的影響﹕模具通過熱處理從而獲得所須的組織和性能﹐保証 在正常服役條件下具又一定的使用壽命。但是﹐如果熱處理工藝不當﹐將會產生明顯 缺陷﹐如變形﹑開列或嚴重影響到模具鋼的組織狀態﹐引起模具早期失效﹐縮短模具 壽命。為提高模具使用壽命﹐可以采用一些表面強化技朮﹐如滲硼﹑滲硫﹑滲氮﹑氣 體及液體氮碳共滲﹑化學氣相沉積﹑物理氣相沉積﹑表面涂覆﹑刷鍍等。 (1)淬火缺陷及其解決辦法 1)開列及變形﹕降低加熱速度﹐減小各部位的溫差﹐防止表面脫碳﹐淬火后各部 位要均勻冷卻﹐模具垂直淬入介質﹐入油要先厚部位后薄部位。 2)硬度不足﹕提高加熱溫度﹐保証碳化合物充分溶入奧氏體﹐淬火介質的選擇及 溫度要控制好。 3)軟點﹕模具淬入冷卻介質后要往復運動或使介質充分攪動。 4)過熱﹕控制加熱溫度不要過高﹐如以過熱﹐則可先行退火或正火再二次淬火。 5)氧化脫碳﹕鹽浴爐經常脫氧撈渣﹔入已脫碳應將脫碳層磨除。 3﹑模具鋼質量﹑制造技朮對模具壽命的影響 模具由模具鋼制成﹐因此模具鋼質量的好壞直接影響模具的使用壽命。 鋼中的宏觀缺陷 形 成 原 因 宏 觀 特 征 缺陷名稱 澆鑄凝固過程中﹐由于選擇結晶和擴 在酸浸試樣上﹐當偏析是易飾物質或 散作用引起某些元素的聚集﹐造成化 氣體夾雜集聚時﹐呈顏色深暗﹑形狀 偏 學成分不均勻。根據分布的不同位置 不規則﹐略行凹陷﹑底部平坦并有很 析 可分為錠型﹑中心和點狀偏析等。 多密集微孔斑點。 鋼在凝固過程中由于低溶點物質最后 在橫向熱酸浸面上﹐孔隙呈不規則的 蔬 凝固收縮和放出氣體產生空隙﹐而在 多邊形﹑底部尖窄的凹坑﹐這種凹坑 松 熱加工過程中未能焊合。 通常出現在偏析斑點之內。 外來金屬夾雜﹕在澆鑄過程中﹐金屬 在浸蝕片上﹐多呈邊緣清晰﹑顏色與 條﹑塊﹑片落入錠模中或冶煉末期加 周圍顯著不同的几何形狀 入的鐵合金未熔化 夾 外來非金屬夾雜﹕在澆鑄過程中﹐沒 較大的非金屬夾雜物很好辨認﹐而較 雜 有來得及浮出的熔渣﹑或剝落到鋼液 小的夾雜腐蝕后剝落﹐留下細小的呈 中的爐襯合澆鑄系統內壁的耐火材料 圓形的小孔 鋼錠或鑄件澆注時﹐心部的液體由于 在在橫向酸浸試樣上縮孔位于中心部 縮 最后冷凝時體積收縮未能得到補充﹐ 位﹐其周圍常是偏析﹑夾雜或蔬松密 孔 在鑄錠頭部或鑄件中形成宏觀孔穴。 集

的地方。 鋼錠澆鑄過程中所產生和放出的氣體 在橫向試樣上﹐呈與表面大致垂直的 氣 造成的缺陷 裂縫﹐附近略有氧化和脫碳現象。 泡 白 點 一般認為是氫和組織應力的作用﹐鋼 在橫向熱浸酸試樣上﹐呈細短裂縫。 中的偏析和夾雜也有一定的影響。 在縱向斷口上則是粗晶狀的亮白點

影響模具壽命的因素及注意事項

1﹑鍛造工藝對模具壽命的影響﹕模具鋼含碳量及合金元素含量均高﹐導熱性差特冸是高碳鋼鍛造溫度范圍較窄﹐﹐如操作不當極易鍛裂。

2﹑熱處理對模具壽命的影響﹕模具通過熱處理從而獲得所須的組織和性能﹐保証在正常服役條件下具又一定的使用壽命。但是﹐如果熱處理工藝不當﹐將會產生明顯缺陷﹐如變形﹑開列或嚴重影響到模具鋼的組織狀態﹐引起模具早期失效﹐縮短模具壽命。為提高模具使用壽命﹐可以采用一些表面強化技朮﹐如滲硼﹑滲硫﹑滲氮﹑氣體及液體氮碳共滲﹑化學氣相沉積﹑物理氣相沉積﹑表面涂覆﹑刷鍍等。

（1）淬火缺陷及其解決辦法

1）開列及變形﹕降低加熱速度﹐減小各部位的溫差﹐防止表面脫碳﹐淬火后各部位要均勻冷卻﹐模具垂直淬入介質﹐入油要先厚部位后薄部位。

2）硬度不足﹕提高加熱溫度﹐保証碳化合物充分溶入奧氏體﹐淬火介質的選擇及溫度要控制好。

3）軟點﹕模具淬入冷卻介質后要往復運動或使介質充分攪動。

4）過熱﹕控制加熱溫度不要過高﹐如以過熱﹐則可先行退火或正火再二次淬火。

5）氧化脫碳﹕鹽浴爐經常脫氧撈渣﹔入已脫碳應將脫碳層磨除。

3﹑模具鋼質量﹑制造技朮對模具壽命的影響

模具由模具鋼制成﹐因此模具鋼質量的好壞直接影響模具的使用壽命。

影响模具寿命的因素及注意事项

裂 縫

折 疊

軸心晶間裂縫﹕當枝狀組織較嚴重時 在橫截面上﹐軸心位置沿晶間開裂﹐ ﹐大尺寸鋼坯沿枝狀組織主﹑枝干間 呈蛛網狀﹐嚴重時呈放射狀開裂 產生裂縫 內裂﹕由于鍛軋工藝不當而產生的開裂 鋼材或鋼錠的表面斑疤凹凸不平及尖 在橫向熱酸浸試樣上﹐與鋼的表面呈 端的棱角﹐在鍛軋中疊附在鋼材上﹐ 斜交的裂縫﹐附近有較嚴重的脫碳﹐ 或由于孔型設計操作不當生成耳子﹐ 縫內常夾有氧化物磷屑 在繼續軋制時疊合而成。

4﹑模具胡設計對模具壽命的影響 1)模具厚﹑薄壁相接處的設計 設計具有不同壁厚型腔的模具﹐當進行淬火冷 卻時﹐因不同壁厚冷卻不均勻﹐在厚﹑薄壁相接處產生淬火裂紋。 2)模具過渡角的設計 模具型腔內或外部有尖角或過渡角太小時﹐在熱處理和使 用中常會因應力集中兒開裂。 3)沖裁模沖裁間隙的設計 4)采用組合或鑲套設計可避免應力集中﹐提高模具壽命。 5﹑模具制造對模具壽命的影響 1)車削中的刀痕 模具的型腔或凸模圓角部分﹐在機加工中常因進刀太深而留下 局部刀痕﹐造成嚴重的應力集中。當模具淬火或使用過程中﹐深刀痕便成了裂紋源﹐ 在應力集中的刀痕部位極易產生微裂紋﹐這種微裂紋在反復使用中近一步擴展﹐導致 模具失效。 預防措施﹕在零件粗加工的最后一道切削時應盡量減小進給量﹐避免留下粗刀痕。 2)磨削加工 在對模具型腔表面研磨時﹐由于磨削速度過大﹐冷卻條件差等因素會 導致磨削表面過熱﹐引起表面軟化﹑硬度降低﹐使模具在使用中因磨損嚴重﹐或由于 熱應力而產生磨削裂紋。從而降低模具的使用壽命。 預防措施﹕采用切削力強的粗顆粒砂輪或粘接性較差的砂輪﹔減小磨削工件的進給 量﹔選用合適的冷卻液﹔磨削后采用消除磨削應力回火。 3)電火花加工 電火花加工時會產生大量的熱﹐在加工的表層會發生熔融﹐然后 激冷并很快凝固﹐形成所謂白亮層。降低模具的使用壽命。 預防措施﹕用機械加工方法除去白亮層及其中的微觀裂紋﹔電加工后進行一次低 溫回火。 4)表面粗糙度及脫碳層 表面粗糙度對靜彎強度有一定影響﹐進而影響模具壽 命。表面脫碳層在切削加工時應除盡﹐否則淬火后會出現軟點或軟區﹐表面硬度普遍 降低。影響模具的使用壽命。 另外影響模

具壽命的因素還有機床精度﹑行程次數﹑被加工件變形抗力及表面狀態 ﹑模具預熱﹑模具組裝﹑鍛造溫度﹑鍛打速度﹑成形工藝﹑冷卻條件﹑潤滑條件等等

4﹑模具胡設計對模具壽命的影響

1）模具厚﹑薄壁相接處的設計 設計具有不同壁厚型腔的模具﹐當進行淬火冷卻時﹐因不同壁厚冷卻不均勻﹐在厚﹑薄壁相接處產生淬火裂紋。

2）模具過渡角的設計 模具型腔內或外部有尖角或過渡角太小時﹐在熱處理和使用中常會因應力集中兒開裂。

3）沖裁模沖裁間隙的設計

4）采用組合或鑲套設計可避免應力集中﹐提高模具壽命。

5﹑模具制造對模具壽命的影響

1）車削中的刀痕 模具的型腔或击模圓角部分﹐在機加工中常因進刀太深而留下局部刀痕﹐造成嚴重的應力集中。當模具淬火或使用過程中﹐深刀痕便成了裂紋源﹐在應力集中的刀痕部位極易產生微裂紋﹐這種微裂紋在反復使用中近一步擴展﹐導致模具失效。

預防措施﹕在零件粗加工的最后一道切削時應盡量減小進給量﹐避免留下粗刀痕。

2）磨削加工 在對模具型腔表面研磨時﹐由于磨削速度過大﹐冷卻條件差等因素會導致磨削表面過熱﹐引起表面軟化﹑硬度降低﹐使模具在使用中因磨損嚴重﹐或由于熱應力而產生磨削裂紋。從而降低模具的使用壽命。

預防措施﹕采用切削力強的粗顆粒砂輪或粘接性較差的砂輪﹔減小磨削工件的進給量﹔選用合適的冷卻液﹔磨削后采用消除磨削應力回火。

3）電火花加工 電火花加工時會產生大量的熱﹐在加工的表層會發生熔融﹐然后激冷并很快凝固﹐形成所謂白亮層。降低模具的使用壽命。

預防措施﹕用機械加工方法除去白亮層及其中的微觀裂紋﹔電加工后進行一次低溫回火。

4）表面粗糙度及脫碳層 表面粗糙度對靜彎強度有一定影響﹐進而影響模具壽命。表面脫碳層在切削加工時應除盡﹐否則淬火后會出現軟點或軟區﹐表面硬度普遍降低。影響模具的使用壽命。

另外影響模具壽命的因素還有機床精度﹑行程次數﹑被加工件變形抗力及表面狀態﹑模具預熱﹑模具組裝﹑鍛造溫度﹑鍛打速度﹑成形工藝﹑冷卻條件﹑潤滑條件等