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拉伸类模具的处理方法
查看:706  发稿日期:2016-8-30 9:29:39
核心提示:一、拉伸冷冲模材料选择若被加工的选择材料是钢铁材料,无论采用何种模具钢或铸铁,在没有任何采用合适的表面处理情况下,一般都
一、拉伸冷冲模材料选择

若被加工的选择材料是钢铁材料,无论采用何种模具钢或铸铁,在没有任何采用合适的表面处理情况下,一般都很难解决工件的拉伤问题。

从模具凸、凹模材料入手解决工件的拉伤问题,可以采用硬质合金,一般情况下,由这种材料制作的凸、凹模抗拉伤性能很高,存在的问题是材料成本高,不易加工,对于较大型的模具,由于烧制大型硬质合金块较困难,即使烧制成功,加工过程也有可能出现开裂,成材率低,有些几乎难以成形。此外硬质合金性脆,搬运、安装使用过程中都要极其小心,稍有不慎就有可能出现崩块或开裂而报废。另外由于硬质合金的组织结构是由硬质的碳化钨颗粒和软的粘结相钻所组成,硬质碳化钨颗粒的耐磨抗咬合性能很高,而钴相由于硬度很低,耐磨性较差,使用过程中钴相会优先磨损,使凸、凹模表面形成凹凸不平,如此生产出来的工件表面也会出现拉痕,此时需对模具凸、凹模表面进行研磨抛光后方可进行再生产。对于奥氏体不锈钢工件,由于其面心立方结构也容易与钴相形成咬合而使工件的表面出现拉伤。

采用合适的铜基合金也可解决工件的拉伤问题,但铜基合金一般硬度较低,易出现磨损超差,在大批量生产的情况下,这种材料的性价比较低。

对于较大型的模具,如汽车覆盖件的成形模具,大量采用了合金铸铁,铸铁只能减轻工件的拉伤,无法消除拉伤问题,要彻底解决拉伤问题需辅以渗氮,镀硬铬等表面处理。但如此制作的模具往往寿命较短,在使用一段时间后,如出现拉伤,又需修模并重新进行表面处理。

在模具材料方面,也有采用陶瓷制作模具凸、凹模并成功解决工件拉伤问题的报道。由于其性脆,成本高,不可能大批量推广应用。

对于生产批量很小而形状简单的大型拉伸类模具,也有采用橡胶等高分子类材料制作模具凸、凹模的报道,此类模具不会拉伤工件表面,但实际应用很少。

拉伸模具常见的拉伤和磨损以及断裂是目前常见的问题,选材方面也是一直困扰的原因,大型的拉伸模具除了要求钢材的材质有保证外,尺寸的极限也不得不特殊定制或者锻打,由此也对材质的保证产生非常大的风险,由世界上最大的特殊钢铁公司瑞典SSAB钢铁集团开发的Toolox新型工模具钢,是一种具有高韧性、高耐磨性、基本没有内应力的一种预硬的新型工具钢.而且具有非常高的纯净度,晶粒度非常细小,S、P含量极少,析出的碳化物含量少,而且非常均匀. 关键在于几乎不变形的特殊性解决了尺寸稳定性问题和极高的抛光效果也大大减少生产过程的粘着磨损, 再则达2米的宽度也解决了模具选材的尺寸限制;

二、解决拉伸模拉伤问题的一些方法

解决模具及工件成形过程中的拉伤问题应依照减小粘着磨损的基本原则,通过改变接触副的性质作为出发点。以下就构成此对接触副的3方,即被成形工件的原材料方面、工件与模具之间、模具方面分别予以分析。

1.被成形工件的原材料方面

通过对原材料进行表面处理,如对原材料进行磷化、喷塑或其他表面处理,使被成形材料表面形成一层非金属模层,可以大大减轻或消除工件的拉伤,这种方法往往成本较高,并需要添加另外的生产设备和增加生产工序,尽管这种方法有时有些效果,实际生产中应用却很少。

2.工件与模具之间

在模具与成形材料之间加一层PVC之类的薄膜,有时也可以解决工件的拉伤问题。对于生产线通过机构可以达到连续供给薄膜,而对于周期生产的冲压设备,每生产一件工件需加一张薄膜,影响生产效率,此方法一般成本也很高,还会生产大量废料,对于小批量的大型工件的生产采用此种方法是可取的。

在一些成形负荷很小的场合,有时通过添加润滑油或加EP添加剂的润滑油就可以解决工件的拉伤问题。

3.模具方面

通过改变模具凸、凹模材料或对模具凸、凹模进行表面处理或者选用合适的模具材料,使被拉伸材料与凸、凹模这样接触性质发生改变。实践证明,这是解决拉伤问题经济而有效的方法,也是目前广泛采用的方法。

规范的热处理工艺也是目前存在的问题,对于拉伸模具的结构、模具钢的力学性能要求等方面需要热处理的配合,特别是大型、复杂的拉伸件,尺寸大对热处理工件的炉内摆放使受热均匀、合理的工艺有较高的要求,尺寸变形和开裂常而发生,较高的硬度对后续的加工也增加难度和周期延长,从而成本提升,瑞典 SSAB钢铁集团预硬的TOOLOX拓达钢无需热处理避免了热处理方面的问题,也减少模具周期,综合成本方面得到降低

综上所述,解决工件及模具凸、凹模表面拉伤问题的方法很多,对于具体的个案,应根据工件和载荷大小、生产批量、被加工材料的种类等情况选择应用的方法。在所有解决拉伤问题的方法中,以采用瑞典TOOLOX拓达钢为模具材料和对模具凸、凹模表面进行化学气相沉积、TD覆层处理为最好,其中又以 TOOLOX拓达钢性价比最高。
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