负责生产嘉兴五金冲压件的锐硕五金说过，由于冲压加工具有生产率高、材料利用率高、冲压件精度高、 复杂程度高和互换性好等特点  ,因此,在工业生产中,尤其在大批量生产中应用十分广泛。而冲压模具在冷冲压加工中又是必不可少的。   冲压模具一般结构较复杂, 精度要求高   ,制造成本也高。  在冲压过程中  ,冲压模具由于长期磨损、变形、 断裂等原因而产生失效  ,从而导致企业生产成本居高不下。  因此  ,小硕觉得探索提高冲压模具的使用寿命的有用的途径对于企业发展具有重要意义。

1 影响冲压模具寿命的主要因素

为了提高冲压模具寿命,需要对已失效的模具进行分析,了解和掌握失效原因和影响模具寿命的主要因素。通过研究发现,   影响冲压模具寿命的主要因素有以下几个方面:

1.1模具材料

(1)  模具材料冶炼质量的影响若模具钢中含有杂物较多或钢中的碳化物过多,将严重降低钢的冲击韧度、抗疲强度和断裂抗力   ,引起模具的早期断裂、崩块及开裂等。

(2)  模具材料的热处理冲模在机械加工过程中都要进行淬火、回火等热处理。加热温度的高低、时间的长短、冷却速度的大小、保护措施等工艺参数的选择都会影响冲模的寿命。

(3)  工件材料的性能各种材料的硬度、强度、耐磨性、耐腐蚀性、塑性变形抗力、断裂抗力、冷热疲劳抗力等性能均有所不同,   冲压过程中不同性能的工件材料对冲压的影响也各不相同,如冲压硬度高的工件材料时会变快、增大模具的磨损 ;冲压硬而粘的工件材料(如不锈钢) 时发热大, 易粘模 ,清理不及时也会让模具磨损变快,降低模具的使用寿命。因此模具材料需要根据工件材料来选用。

1.2模具结构

(1)  模具的结构形式模具结构是根据冲压件的形状来设计的,对同一冲压件   ,模具的结构形式可以有很多种选择,若模具结构不合理可能导致应力集中而断裂失效。

(2)  冲压件的形状冲压件的形状越复杂,模具结构也会越复杂,冲压时会加大模具的局部磨损或变形、损坏   ,将会降低模具的寿命。

(3)  模具参数模具参数有冲裁间隙、冲裁力、卸料力、搭边值等等,其中冲裁间隙对模具寿命的影响较   大,如间隙合理,模具寿命长; 间隙过大或过小   ,都会降低模具寿命。

(4)  模具的导向机构模具无导向机构或者导向精度低,刚性差,也会加剧模具的磨损,降低模具寿命。

1.3压力机状况若压力机的导向精度低、刚度差,易发生啃模和加速模具磨损,对模具的寿命影响很大。

1.4模具使用和维护包括模具安装、运送、保存以及润滑剂使用和操作维护等。

2 提高冲压模具寿命的有用途径

在冲压生产中,模具使用寿命高,可减少修模刃口的次数和安装调试模具的时间 ,增加有用的  工作时间,提高劳动生产率,降低冲压件生产成本。针对影响冲压模具寿命的主要因素 ,有以下几种提高冲压模具寿命的有用的   途径 :

2.1选用合适的耐磨损材料

一般来说,在冲压生产中应根据冲压件材料和技术要求、生产批量大小 ,   在保证经济性前提下,尽量选用耐磨性能高的材料和必要的热处理工艺。常用的模具材料主要有 :

(1)Cr12型钢种,包括Cr12Mo,Cr12MoV:是用于冷冲压模具较广泛的合金工具钢,有高的淬透性、 淬硬性  ,耐磨损能力强。

(2)Cr4W2MoV钢(即120Cr4W2MoV): 这种材料与   Cr12型钢种相比较,共晶碳化物细小, 且分布较均匀   ,有较高的淬透性、  淬硬性,还具有较高的力学性能和耐磨性。W、Mo、V元素有助于提高钢的稳定性,为采用化学热处理提高模具寿命提供了有利的条件。

(3)W6Mo5Cr4V2Al钢:硬度高,可淬硬到   HRC66～68,耐磨性好,比一般合金钢的模具可提高寿命   4倍以上。  适用于冲制对模具磨损特别大的材料,如镍铬钛、层压玻璃纤维板等材料。

(4)硬质合金:硬度高 ,  可达HRC85以上。耐磨性较好,硬质合金模具寿命比一般工具钢模具高 30～50倍。随着数控线切割、电火花等加工方法的广泛应用,硬质合金模具的应用范围在不断扩大。

当然,模具材料耐磨性越好,一般材料价格越昂贵,加工成本也越高,所以在选材时经济性也是要考虑的重要因素之一。

2.2模具表面强化处理

模具表面强化处理包括电火化强化和化学强化两种方法。

(1)  电火花强化

电火花强化是采用硬质合金等导电材料作电极,在空气中与金属工件之间产生火花放电,利用火花放电时释放的电能,使材料熔渗、 覆盖到模具表面  ,形成强化层。电火花强化改变了工作表面的物理化学性能,提高金属表面的硬度、耐磨性、耐蚀性 , 模具使用寿命可延长  2～3倍。 强化后模具表面硬度可达 68～72HRC。

(2)  化学强化

化学强化有渗氮处理、渗硼处理等。渗氮处理有液体渗氮、气体渗氮和辉光离子渗氮。金属表面通过渗氮形成硬的氮化层,硬度可达65～69HRC,渗氮表面具有高硬度、耐磨性、耐热性、高的疲劳强度和耐蚀性。   渗氮用于模具,其寿命比未氮化的提高2～3倍。   渗氮深度可达 0.12mm, 硬度1200HV。由于渗氮后在模具表面形成一层氮化物保护膜,大大降低了摩擦系数,可提高模具寿命。

渗硼处理是将零件放在熔化了的硼砂(Na2B4O7)和碳化硅混合物中, 在一定温度下  ,经过一定时间,在零件表面形成了单相的   Fe2B或以Fe2B为主,有少量的FeB的双相渗硼层。  这两重化合物具有很高的硬度和很小的摩擦系数,可提高模具耐磨性和使用寿命。

2.3优化冲模结构设计

(1)  提高设计模具结构的工作可靠性:在冲压生产中不会因动作不到位或误动作而损坏模具或者降低模具使用寿命。如送料机构、卸料、顶件系统零件应有足够的强度和刚性   ,动作灵活、可靠。

(2)  优化模具结构参数:结构参数的选择直接影响模具的寿命。如冲裁间隙   ,应按所冲零件使用要求和材料选用合理冲裁间隙,过大或过小的冲裁间隙都会加大模具磨损   ,降低使用寿命。

(3)  针对不同模具结构选用合理的导向方式,以提高模具的寿命。

(4)  从设计和工艺等方面保证模具零件的质量:如果工作表面过于粗糙   , 成形模具的圆弧刃口有棱不光滑,会使冲裁毛刺加大、成形件表面拉毛、拉伤,都会让模具磨损变快,降低其使用寿命。

2.4正确使用、维护和保养模具

模具的使用寿命,除取决于合理的设计、高的制造精度、良好的热处理效果以及正确选用压力机外 ,冲压生产中模具的正确使用、  维护和保养也很重要,一般应注意以下几点:

(1)  使用模具前应认真检查,清掉脏物。有导向装置的模具  ,应检查润滑状况是否良好。

(2)  定期检修压力机,保证压力机精度。使用前按规程对压力机进行精密冲压件-五金冲压件-锐硕五金转认定。

(3)  毛坯表面要清洁,如有必要  ,还可以均匀的涂以润滑剂。

(4)  按安装程序安装模具,无导向装置的模具和导板模  ,要正确调整间隙。

(5)  凸模和凹模刃口磨损后要及时刃磨,防止迅速扩大刃口磨损深度而降低冲压件质量和模具寿命。

(6)  大量生产时,中、小模具需要有备份,以便轮换使用  ,保证正常生产。

(7)  冲压工人使用的送、取料操作工具,  应用软金属制成 ,以防发生意外事故而损坏模具。

(8)  运送模具要轻拿轻放,决不允许乱扔乱碰  ,以防损坏模具刃口及导向装置。 对于超过50公斤重量的大中型模具,应配有起重螺钉等设施   ,便于搬运。

(9)  模具使用后,应清掉废料及脏物  , 并在刃口和导向部分涂润滑油,保证模具的清洁而不致生锈。

(10)不生产的模具应按规定码放。每套模具要建管理卡片,记录使用、 刃磨和修理情况   ,并按要求涂标志。

综上所述，提高冲压模具的使用寿命是一个综合性的技术问题,以上介绍的几个方面只是其中的部分 ,要全方  面理解模具的使用寿命的含义,在模具的加工制造中选择较 佳工艺和模具使用后及时修正 ,对延长模具寿命也是至关重要。

锐硕五金，15年专注嘉兴五金冲压件， 20000+套冲压模具定制生产经验，月 100+ 套模具加工量，上百台精密加工生产设备，日 300万冲次生产产能，蚕丝般冲压精度可达  0.01mm，原材料采用进口和国标原厂，16 道质检层层严格把关。

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