模具爆裂和失效的主要原因
時間:2024-04-25 12:42來源:德松官網(wǎng) 作者:德松模具鋼
從模具失效原因的分析統(tǒng)計可知，很多是在淬回火時由于工藝不當而產(chǎn)生變形引起的，經(jīng)過德松模具鋼旗下的熱處理廠長期實踐證明，模具的熱處理加工質(zhì)量對模具的性能與使用壽命影響甚大。
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A) 模具材質(zhì)
不同材質(zhì)的模具鋼材所做出模具壽命是絕然不同的，模具鋼料的優(yōu)劣也是造成破裂的主要原因之一，為此，對于沖模工作零件材料提出兩項基本要求:
①材料的使用性能應具有高硬度(58~64HRC)和高強度，并具有高的耐磨性和足夠的韌性，熱處理變形小，有一定的熱硬性；
②工藝性能良好，沖模工作零件加工制造過程一般較為復雜，因而必須具有對各種加工工藝的適應性，如可鍛性、可切削加工性、淬硬性、淬透性、淬火裂紋敏感性和磨削加工性等。通常根據(jù)沖壓件的材料特性、生產(chǎn)批量、精度要求等，選擇性能優(yōu)模具鋼材，同時兼顧其工藝性和經(jīng)濟性。
B) 熱處理
在淬火、回火時由于工藝不當而產(chǎn)生變形，經(jīng)過我們德松模具鋼熱處理廠的長期實踐證明，模具的熱加工質(zhì)量對模具的性能與使用壽命影響甚大，從模具失效原因的分析統(tǒng)計可知，因熱處理不當所引發(fā)模具失效‘事故’約占40％以上。模具工作零件的淬火變形與開裂，使用過程的早期斷裂，均與摸具的熱加工工藝有關(guān)。
①鍛造工藝:這是模具工作零件制造過程中的重要環(huán)節(jié)。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(shù)要求。此外，還應嚴格控制鍛造溫度范圍，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淬火與回火:這是模具熱處理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，若淬火加熱時產(chǎn)生過熱，不僅會使工件造成較大的脆性，而且在冷卻時容易引起變形和開裂，嚴重影響模具壽命。沖模淬火加熱時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(shù)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消應力退火處理，具目的是消除粗加工所造成的內(nèi)應力，以免淬火叫產(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。
C) 模具研磨平面度不夠，產(chǎn)生撓曲變形
模具工作零件表面質(zhì)量的優(yōu)劣對于模具的耐磨性、抗斷裂能力及抗粘著能力等有著十分密切的關(guān)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:
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))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。
D) 設(shè)計工藝
模具強度不夠，刀口間距太近，模具結(jié)構(gòu)不合理，模板塊數(shù)不夠無墊板墊腳，模具導向不準，間隙不合理。
①排樣與搭邊。不合理的往復送料排樣法以及過小的搭邊值往往會造成模具急劇磨損或凸、凹模啃傷。因此，在考慮提高材判利用率的同時，必須根據(jù)零件的加工批量、質(zhì)量要求和模具配合間隙，合理選擇排樣方法和搭邊值，以提高模具壽命。
②模具的導向機構(gòu)精度。準確和可靠的導向，對于減少模具工作零件的磨損，避免凸、凹?？袀绊憳O大，尤其是無間隙和小間隙沖裁模、復合模和多工位級進模則更為有效。為提高模具壽命，必須根據(jù)工序性質(zhì)和零件精度等要求，正確選擇導向形式和確定導向機構(gòu)的精度。一般情況下，導向機構(gòu)的精度應高于凸、凹模配合梢度。
③模具(凸、凹模)刃口幾何參數(shù)。凸、凹模的形狀、配合間隙和圓角半徑不僅對沖壓件成形有較大的影響，而且對于模具的磨損及壽命也影響很大。如模具的配合間隙直接影響沖裁件質(zhì)量和模具壽命。精度要求較高的，宜選較小的間隙值；反之則可適當加大間隙，以提高模具壽命。
E) 線割工藝
人為的拉線線割，線割間隙處理不對，沒作清角及線割的變質(zhì)層影響。沖模刃口多采用線切割加工，由于線切割加工的熱效應和電解作用，使模具加工表面產(chǎn)生一定厚度的變質(zhì)層，造成表面硬度降低，出現(xiàn)顯微裂紋等，致使線切割加工的沖模易發(fā)生早期磨損，直接影響模具沖裁間隙的保持及刃口容易崩刃，縮短模具使用壽命。因此，在線切割加工中應選擇合理的電規(guī)準，盡量減少變質(zhì)層深度。
F) 沖床設(shè)備的選用
沖床噸位，沖裁力不夠，調(diào)模下得太深，沖壓設(shè)備(如壓力機)的精度與剛性對沖模壽命的影響極為重要。沖壓設(shè)備的精度高、剛性好，沖模壽命大為提高。例如:復雜硅鋼片沖模材料為Crl2MoV，在普通開式壓力機上使用，平均復磨壽命為1-3萬次，而新式精密壓力機上使用，沖模的復磨壽命可達6~12萬次。尤其足小間隙或無間隙沖模、硬質(zhì)合金沖模及精密沖模必須選擇精度高、剛性好的壓力機，否則，將會降低模具壽命，嚴重者還會損壞棋具。
G) 沖壓工藝
沖壓零件的原材料厚度公差超差、材料性能波動、表面質(zhì)量較差(如銹跡)或不干凈(如油污)等，會造成模具工作零件磨損加劇、易崩刃等不良后果。為此，應當注意：
①盡可能采用沖壓工藝性好的原材料，以減少沖壓變形力；
②沖壓前應嚴格檢查原材料的牌號、厚度及表面質(zhì)量等，并將原材料擦拭干凈，必要時應清除表面氧化物和銹跡；
③根據(jù)沖壓工序和原材料種類，必要時可安排軟化處理和表面處理，以及選擇合適的潤滑劑和潤滑工序。
除以上主要原因之外，我們應該注意生產(chǎn)作業(yè)中的各個從業(yè)人員有沒有正確使用與合理維護模具產(chǎn)品及其配件和加工流程規(guī)范化。
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德松模具鋼供稿http://cannonballjane.com
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