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冲压模具钢使用中模具爆裂的原因分析
来源: | 作者:东启特钢 | 发布时间: 2021-01-13 | 25 次浏览 | 分享到:
冲压模具钢使用中模具爆裂的原因分析
  冲压模具钢使用中模具爆裂的原因分析
  模具钢
  由于模具钢的冲压工艺和工作条件不同,导致模具爆裂的原因有很多。下面就冲压模具设计、制造和使用过程中模具爆裂的原因进行综合分析,并提出相应的改进措施。
  
  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,对冲模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。冲模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。
  
  2.热处理:淬火和回火工艺不当造成的变形
  
  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。据模具失效原因分析统计,热处理不当导致模具失效的“事故”占40%以上。
  
  (1)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。
  
  (2)预热处理应根据模具工作零件的不同材料和要求,采用退火、正火或调质处理,以改善显微组织,消除锻件毛坯的结构缺陷,提高加工工艺性。高碳合金模具钢经适当的预热处理后,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,有利于保证调质质量,延长模具寿命。
  
  (3)淬火和回火是模具热处理的关键环节。如果在淬火加热过程中过热,不仅会使工件变脆,而且在冷却过程中容易产生变形和开裂,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,热处理工艺规范要严格控制。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。
  
  (4)粗加工后,对去应力退火模具的工作部位进行去应力退火处理,目的是消除粗加工产生的内应力,避免淬火时过度变形和产生裂纹。对于精度要求高的模具,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.模具打磨平整度不够,导致弯曲变形
  
  模具工作零件的表面质量与模具的耐磨性、抗断裂能力和抗粘附能力密切相关,直接影响模具的使用寿命,尤其是表面粗糙度值对模具的使用寿命影响很大。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,工件表面的耐腐蚀性,直接影响模具的使用寿命和精度。因此,应注意以下事项:
  
  (1)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、进给速度等参数);
  
  (2)加工过程中出现刀痕、夹层、裂纹、冲击疤痕等宏观缺陷。应防止在模具的工作部件表面,这将造成应力集中,成为断裂的根源,导致模具早期失效;
  
  (3)采用磨削、磨削、抛光等精加工,获得较小的表面粗糙度值,延长模具使用寿命。
  
  4.设计过程
  
  模具强度不够,刀片间距太近,模具结构不合理,模板块数量不够,没有垫脚,模具导向不准确,间隙不合理。
  
  (1)排样和搭边的往复送料排样方式不合理,以及搭边值过小,往往会导致模具的剧烈磨损或凸凹模的啃咬。合理选择排样方式和搭接值可以提高模具寿命。
  
  (2)模具导向机构的准确可靠导向对减少模具工作部件的磨损,避免阴阳模的啃咬有很大影响,尤其是冲裁模、复合模、多工位无间隙、小间隙级进模更为有效。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。
  
  (3)模具(冲头和冲模)刃口的几何参数。
  
  5.线切割工艺
  
  人为线切割,线切割间隙加工不对,无边角清理和线切割变质层影响。
  
  冲压模具的刃口大多采用线切割加工。由于热效应和WEDM的电解作用,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模具容易早期磨损,直接影响模具冲裁间隙的维护,刃口容易崩刃,缩短模具使用寿命。因此,在在线切割过程中,应选择合理的电规,以最小化变质层的深度。
  
  6.冲压设备的选择
  
  冲头吨位,冲裁力不足,模具调整过深。
  
  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是Crl2MoV,在普通开压机上使用,平均再磨寿命为10000-30000次;在新型精密压力机上使用,模具的再研磨寿命可达6-12万次。
  
  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增加、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。
  
  8.生产操作的正确使用和合理维护。
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