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拉伸類模具的處理方法

時間:2015-04-17 13:58來源:未知 作者:湖北睿志科技 點擊:
  若被加工的選擇材料是鋼鐵材料,無論采用何種模具鋼或鑄鐵,在沒有任何采用合適的表面處理情況下,一般都很難解決工件的拉傷問題。

  若被加工的選擇材料是鋼鐵材料,無論采用何種模具鋼或鑄鐵,在沒有任何采用合適的表面處理情況下,一般都很難解決工件的拉傷問題。

  從模具凸、凹模材料入手解決工件的拉傷問題,可以采用硬質合金,一般情況下,由這種材料制作的凸、凹模抗拉傷性能很高,存在的問題是材料成本高,不易加工,對于較大型的模具,由于燒制大型硬質合金塊較困難,即使燒制成功,加工過程也有可能出現開裂,成材率低,有些幾乎難以成形。此外硬質合金性脆,搬運、安裝使用過程中都要極其小心,稍有不慎就有可能出現崩塊或開裂而報廢。另外由于硬質合金的組織結構是由硬質的碳化鎢顆粒和軟的粘結相鉆所組成,硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很高,而鈷相由于硬度很低,耐磨性較差,使用過程中鈷相會優先磨損,使凸、凹模表面形成凹凸不平,如此生產出來的工件表面也會出現拉痕,此時需對模具凸、凹模表面進行研磨拋光后方可進行再生產。對于奧氏體不銹鋼工件,由于其面心立方結構也容易與鈷相形成咬合而使工件的表面出現拉傷。

  采用合適的銅基合金也可解決工件的拉傷問題,但銅基合金一般硬度較低,易出現磨損超差,在大批量生產的情況下,這種材料的性價比較低。

  對于較大型的模具,如汽車覆蓋件的成形模具,大量采用了合金鑄鐵,鑄鐵只能減輕工件的拉傷,無法消除拉傷問題,要徹底解決拉傷問題需輔以滲氮,鍍硬鉻等表面處理。但如此制作的模具往往壽命較短,在使用一段時間后,如出現拉傷,又需修模并重新進行表面處理。

  在模具材料方面,也有采用陶瓷制作模具凸、凹模并成功解決工件拉傷問題的報道。由于其性脆,成本高,不可能大批量推廣應用。

  對于生產批量很小而形狀簡單的大型拉伸類模具,也有采用橡膠等高分子類材料制作模具凸、凹模的報道,此類模具不會拉傷工件表面,但實際應用很少。

  拉伸模具常見的拉傷和磨損以及斷裂是目前常見的問題,選材方面也是一直困擾的原因,大型的拉伸模具除了要求鋼材的材質有保證外,尺寸的極限也不得不特殊定制或者鍛打,由此也對材質的保證產生非常大的風險,由世界上最大的特殊鋼鐵公司瑞典SSAB鋼鐵集團開發的Toolox新型工模具鋼,是一種具有高韌性、高耐磨性、基本沒有內應力的一種預硬的新型工具鋼.而且具有非常高的純凈度,晶粒度非常細小,S、P含量極少,析出的碳化物含量少,而且非常均勻. 關鍵在于幾乎不變形的特殊性解決了尺寸穩定性問題和極高的拋光效果也大大減少生產過程的粘著磨損, 再則達2米的寬度也解決了模具選材的尺寸限制;

  二、解決拉伸模拉傷問題的一些方法

  解決模具及工件成形過程中的拉傷問題應依照減小粘著磨損的基本原則,通過改變接觸副的性質作為出發點。以下就構成此對接觸副的3方,即被成形工件的原材料方面、工件與模具之間、模具方面分別予以分析。

  1.被成形工件的原材料方面

  通過對原材料進行表面處理,如對原材料進行磷化、噴塑或其他表面處理,使被成形材料表面形成一層非金屬模層,可以大大減輕或消除工件的拉傷,這種方法往往成本較高,并需要添加另外的生產設備和增加生產工序,盡管這種方法有時有些效果,實際生產中應用卻很少。

  2.工件與模具之間

  在模具與成形材料之間加一層PVC之類的薄膜,有時也可以解決工件的拉傷問題。對于生產線通過機構可以達到連續供給薄膜,而對于周期生產的沖壓設備,每生產一件工件需加一張薄膜,影響生產效率,此方法一般成本也很高,還會生產大量廢料,對于小批量的大型工件的生產采用此種方法是可取的。

  在一些成形負荷很小的場合,有時通過添加潤滑油或加EP添加劑的潤滑油就可以解決工件的拉傷問題。

  3.模具方面

  通過改變模具凸、凹模材料或對模具凸、凹模進行表面處理或者選用合適的模具材料,使被拉伸材料與凸、凹模這樣接觸性質發生改變。實踐證明,這是解決拉傷問題經濟而有效的方法,也是目前廣泛采用的方法。

  規范的熱處理工藝也是目前存在的問題,對于拉伸模具的結構、模具鋼的力學性能要求等方面需要熱處理的配合,特別是大型、復雜的拉伸件,尺寸大對熱處理工件的爐內擺放使受熱均勻、合理的工藝有較高的要求,尺寸變形和開裂常而發生,較高的硬度對后續的加工也增加難度和周期延長,從而成本提升,瑞典 SSAB鋼鐵集團預硬的TOOLOX拓達鋼無需熱處理避免了熱處理方面的問題,也減少模具周期,綜合成本方面得到降低

  綜上所述,解決工件及模具凸、凹模表面拉傷問題的方法很多,對于具體的個案,應根據工件和載荷大小、生產批量、被加工材料的種類等情況選擇應用的方法。在所有解決拉傷問題的方法中,以采用瑞典TOOLOX拓達鋼為模具材料和對模具凸、凹模表面進行化學氣相沉積、TD覆層處理為最好,其中又以 TOOLOX拓達鋼性價比最高。

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