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提高模具壽命應用技術實例的評論(編輯修改稿)

2026-07-19 14:46 本頁面

　

【文章內容簡介】～1200℃后，以其為載氣，把低溫氣化揮發(fā)金屬的化合物氣體如四氯化鈦（TiCI4）和甲苯CH4（或其它碳氫化合物）蒸氣帶入爐中，使TiCI4中的鈦和碳氫化合物中的碳（以及鋼表面的碳分）在模具表面進行化學反應，從而生成一層所需金屬化合物涂層（如碳化鈦）。　　　　 ⑦ PVD法（物理體相沉積）：在真空室中使強化用的金屬原子蒸發(fā)，或通過荷能粒子的轟擊，在一個電流偏壓的作用下，將其吸引并沉積到工件表面形成化層。利用PVD法可在工件表面沉積碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁等多種化合物。　　　　⑧. 激光表面強化：當具有一定功率的激光束以一定的掃描速度照射到經過黑化處理的模具工作表面時，將使模具工作表面在很短時間內由于吸收激光的能量而急劇升溫。當激光束移開時，模具工作表面由基材自身傳導而迅速冷卻，從而形成具有一定性能的表面強化層，其硬度可提高15～20%，此外還具有淬火組子細小、耐磨性高、節(jié)能效果顯著以及可改善工作條件等優(yōu)點。　　　　⑨. 離子注入：利用小型低能離子加速器，將需要注入元素的原子，在加熱器的離子源中電離成離子，然后通過離子加熱器的高電壓電場將其加熱，成為高速離子流，再經過磁分析器提煉后，將離子束強行打入模具工作表面，從而改變模具表面的顯微硬度和粗糙度，降低表面摩擦系數(shù)，最終提高工作的使用壽命。　　　　5. 消除線切割產生的應力　　線切割機加工前,原材料內部因為淬火呈拉應力狀態(tài)，線切割時產生的熱應力也是拉應力，兩種應力疊加的結果很容易達到材料的強度極限而產生微裂紋，從而大大縮短沖壓模具壽命，因此要提高沖壓模具的壽命,需要消除線切割產生的應力。　　　　 ①研磨去掉白層通常模具線切割后，經過研磨去掉表面硬度低的灰白層后便可進行裝配使用。但這樣做沒有改變線切割造成的應力區(qū)的應力狀態(tài)，即使增大線切割后的研磨余量，但因高硬層硬度高(達70HRC) ，研磨困難，過大的研磨量容易破壞零件幾何形狀。　　　　②.回火處理在線切割后，研磨去零件表面的白層，再在160℃～180℃回火2h ，則白層下面的高硬層可降低5HRC～6HRC，線切割產生的熱應力亦有所下降，從而提高了沖模的韌性，延長了使用壽命。但是由于回火時間短，熱應力消除不徹底，沖模壽命并不十分理想。　　　　③.磨削加工線切割后磨削加工，可去掉低硬度的白層和高硬層，提高沖模壽命。因為磨削時產生的熱應力也是拉應力，與線切割產生的熱應力疊加，無疑也會加劇沖模損壞。若在磨削后，再進行低溫時效處理，則可消除應力影響，顯著提高沖模韌性，使沖模壽命提高。因為幾何形狀復雜的沖模大多數(shù)是采用線切割加工，所以磨削形狀復雜的沖模必須采用價格昂貴的坐標磨床和光學曲線磨床，而這兩種設備一般廠家都不具備，故推廣困難。　　　　④.噴丸處理后再低溫回火噴丸處理可使線切割切口的殘余奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，提高沖模的強度和硬度，使表面層應力狀態(tài)發(fā)生變化，拉應力降低，甚至變?yōu)閴簯顟B(tài)，使裂紋萌生和擴展困難，再結合低溫回火，消除淬火層內拉應力，可使沖模壽命提高10～20倍。噴丸處理受設備條件和沖模零件形狀(內表面) 限制，難以普遍應用。　　 ⑤.研磨后再低溫時效處理線切割表面經研磨后，高硬層已基本去掉，再進行120℃～150℃5～10h低溫時效處理(亦稱低溫回火處理) ，亦可經過160℃～180℃4～6h 低溫回火處理。這樣可消除淬火層內部拉應力，而硬度降低甚微(后者硬度降低稍大)，卻大大提高了韌性，降低了脆性，沖模壽命可提高2倍以上。這一方法簡便易行，效果十分明顯，易于推廣。　　　　消除線切割加工產生的應力，提高韌性，最佳方法是噴丸+ 低溫回火，其次是磨削后+ 研磨+ 低溫回火，再次是研磨+ 低溫時效處理，各單位可根據自己的具體情況選擇。　　　　某單位曾用材料為Cr12MoV的沖模，線切割后分別做如下試驗，其壽命差異非常大。　　，刃磨壽命10742次。　　 ℃回火2h，刃磨壽命11180次。　　，刃磨壽命僅4860次。　　，160℃2h回火，刃磨壽命為7450次。　　，刃磨壽命28743次。　　 ℃2h回火，刃磨壽命達到220000次。　　　　　　機械加工工藝要能消除加工后的加工變形與殘留應力,盡量采用磨削、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。　　　　①.粗加工時表面粗糙度Ra＜，模具工作部分轉角處要光滑過渡，減少熱處理產生的熱應力。　　　　②.模具表面加工時留下的刀痕、磨痕都是應力集中的部位，也是早期裂紋和疲勞裂紋源，因此在沖模加工時一定要刃磨好刀具。平面刀具兩端一定要刃磨好圓角R，圓弧刀具刃磨時要用R規(guī)測量，絕不允許出現(xiàn)尖點。　　　　③.在精加工時走刀量要小，不允許出現(xiàn)刀痕。對于復雜零件要留一定的打磨余量，即使加工后沒有刀痕，也要再由模具鉗工用風動砂輪打磨拋光，但要注意防止打磨時局部出現(xiàn)過熱、燒傷表面和降低表面硬度。　　　　④.模具電加工表面有硬化層，厚10μm左右，硬化層脆而有殘留應力，直接使用往往引起早期開裂，這種硬化層在對其進行180℃左右的低溫回火時可消除其殘留應力。磨削時若磨削熱過大會引起肉眼看不見的與磨削方向垂直的微小裂紋，在拉應力作用下，裂紋會擴展。對Cr12MoV鋼冷沖壓凹模采用干磨，～，使用中100%開裂；采用濕磨，～，使用性能良好。消除磨削應力也可將模具在260～315℃，然后在30℃油中冷卻，這樣硬度可下降1HRC，殘留應力降低40%～65%。對于精密模具的精密磨削要注意環(huán)境溫度的影響，要求恒溫磨削。　　　　⑤.沖模粗加工時要為精加工保留合理的加工余量，因為所留的余量過小，可能因熱處理變形造成余量不夠，必須對新制沖模進行補焊，若留的余量過大，則增加了淬火后的加工難度。　　　　⑥.沖模滑塊或浮塊的平行度超過要求時，會使沖模鎖扣啃壞或打裂，重者會打斷頂桿甚至損壞模具，所以在沖模加工中除對模腔尺寸按圖紙要求加工外，對其它各部分外形尺寸、位置度、平行度、垂直度都要按要求加工并嚴格檢驗。　　　　⑦.沖模模腔的粗糙度直接影響沖模壽命，粗糙度高會使沖件不易脫模，特別是中間帶凸起部位，沖件越深，脫料越困難，最后只能卸下沖模用機加工或氣割的方法破壞沖件。由于粗糙度值高會使金屬流動阻力增加，嚴重時會將模壁磨損成溝槽，既影響沖件成形，也易使沖模早期失效。工作表面粗糙度值低的模具不但摩擦阻力小，而且抗咬合和抗疲勞能力強，表面粗糙度一般要求Ra=～。　　　　⑧.模具的制造裝配精度對模具壽命的影響也很大，裝配精度高，底面平直，平行度好，凸模與凹

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