昆山拉伸類(lèi)模具的表面拉傷問(wèn)題及處理方法

一.昆山拉伸冷沖模的材料選擇
若被加工的選擇材料是鋼鐵材料，無(wú)論采用何種模具鋼或鑄鐵，在沒(méi)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(wèn)題。
從模具凸、凹模材料入手解決工件的拉傷問(wèn)題，可以采用硬質(zhì)合金。一般情況下，由這種材料制作的凸、凹?？估瓊阅芎芨?，存在的問(wèn)題是材料成本高，不易加工。
對(duì)于較大型的模具，由于燒制大型硬質(zhì)合金塊較困難，即使燒制成功，加工過(guò)程也有可能出現(xiàn)開(kāi)裂，成材率低，有些幾乎難以成形。此外，硬質(zhì)合金性脆，搬運(yùn)、安裝使用過(guò)程中都要極其小心，稍有不慎就有可能出現(xiàn)崩塊或開(kāi)裂而報(bào)廢。另外，由于硬質(zhì)合金的組織結(jié)構(gòu)是由硬質(zhì)的碳化鎢顆粒和軟的粘結(jié)鈷相所組成，硬質(zhì)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(guò)程中鈷相會(huì)優(yōu)先磨損，使凸、凹模表面形成凹凸不平，如此生產(chǎn)出來(lái)的工件表面也會(huì)出現(xiàn)拉痕，此時(shí)，需對(duì)模具凸、凹模表面進(jìn)行研磨拋光后方可進(jìn)行再生產(chǎn)。對(duì)于奧氏體不銹鋼工件，由于其面心立方結(jié)構(gòu)也容易與鈷相形成咬合而使工件的表面出現(xiàn)拉傷。
采用合適的銅基合金也可解決工件的拉傷問(wèn)題，但銅基合金一般硬度較低，易出現(xiàn)磨損超差，在大批量生產(chǎn)的情況下，這種材料的性價(jià)比較低。
對(duì)于較大型的模具，如汽車(chē)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(wú)法消除拉傷問(wèn)題，要徹底解決拉傷問(wèn)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(shí)間后，如出現(xiàn)拉傷，又需修模，并重新進(jìn)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(wèn)題的報(bào)道。由于其性脆，成本高，不可能大批量推廣應(yīng)用。
對(duì)于生產(chǎn)批量很小而形狀簡(jiǎn)單的大型拉伸類(lèi)模具，也有采用橡膠等高分子類(lèi)材料制作模具凸、凹模的報(bào)道，此類(lèi)模具不會(huì)拉傷工件表面，但實(shí)際應(yīng)用很少。
拉伸模具常見(jiàn)的拉傷和磨損以及斷裂是目前常見(jiàn)的問(wèn)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(zhì)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(duì)材質(zhì)的保證產(chǎn)生非常大的風(fēng)險(xiǎn)。
由世界上最大的特殊鋼鐵公司瑞典SSAB鋼鐵集團(tuán)開(kāi)發(fā)的TOOLOX新型工模具鋼，是一種具有高韌性、高耐磨性、基本沒(méi)有內(nèi)應(yīng)力的一種預(yù)硬的新型工具鋼，而且具有非常高的純凈度，晶粒度非常細(xì)小，S、P含量極少，析出的碳化物含量少，而且非常均勻。關(guān)鍵在于幾乎不變形的特殊性，解決了尺寸穩(wěn)定性問(wèn)題和極高的拋光效果，也大大減少了生產(chǎn)過(guò)程的粘著磨損，再者，達(dá)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(wèn)題的一些方法
解決模具及工件成形過(guò)程中的拉傷問(wèn)題，應(yīng)依照減小粘著磨損的基本原則，通過(guò)改變接觸副的性質(zhì)作為出發(fā)點(diǎn)。
以下就構(gòu)成此對(duì)接觸副的三方，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(guò)對(duì)原材料進(jìn)行表面處理，如對(duì)原材料進(jìn)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膜層，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(chǎn)設(shè)備和增加生產(chǎn)工序，盡管這種方法有時(shí)有些效果，但實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)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(lèi)的薄膜，有時(shí)也可以解決工件的拉傷問(wèn)題。對(duì)于生產(chǎn)線，通過(guò)機(jī)構(gòu)可以達(dá)到連續(xù)供給薄膜；而對(duì)于周期生產(chǎn)的沖壓設(shè)備，每生產(chǎn)一件工件需加一張薄膜，影響生產(chǎn)效率。此方法一般成本也很高，還會(huì)產(chǎn)生大量廢料，對(duì)于小批量的大型工件的生產(chǎn)，采用此種方法是可取的。
在一些成形負(fù)荷很小的場(chǎng)合，有時(shí)通過(guò)添加潤(rùn)滑油，或加EP添加劑的潤(rùn)滑油就可以解決工件的拉傷問(wèn)題。
3.模具方面
通過(guò)改變模具凸、凹模材料，或?qū)δ＞咄?、凹模進(jìn)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(zhì)發(fā)生改變。實(shí)踐證明，這是解決拉傷問(wèn)題經(jīng)濟(jì)而有效的方法，也是目前廣泛采用的方法。
規(guī)范的熱處理工藝也是目前存在的問(wèn)題。對(duì)于拉伸模具的結(jié)構(gòu)、模具鋼的力學(xué)性能要求等方面需要熱處理的配合，特別是大型、復(fù)雜的拉伸件，尺寸大對(duì)熱處理工件的爐內(nèi)擺放使受熱均勻、合理的工藝有較高的要求。尺寸變形和開(kāi)裂常而發(fā)生，較高的硬度對(duì)后續(xù)的加工也增加難度和周期延長(zhǎng)，從而成本提升。瑞典SSAB鋼鐵集團(tuán)預(yù)硬的TOOLOX拓達(dá)鋼無(wú)需熱處理，避免了熱處理方面的問(wèn)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(wèn)題的方法很多。對(duì)于具體的個(gè)案，應(yīng)根據(jù)工件和載荷大小、生產(chǎn)批量、被加工材料的種類(lèi)等情況選擇應(yīng)用的方法。在所有解決拉傷問(wèn)題的方法中，以采用瑞典TOOLOX拓達(dá)鋼為模具材料，和對(duì)模具凸、凹模表面進(jìn)行化學(xué)氣相沉積、TD覆層處理為最好，其中又以TOOLOX拓達(dá)鋼性價(jià)比最高。

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