1)鋼件的鍛造工藝。這是模具工作零件制造過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。鍛造工藝不合理,會(huì)降低鋼材的性能,造成鍛造缺陷,形成導(dǎo)致模具早期失效的隱患。常見的鍛件表面缺陷有裂紋、折疊、凹坑等,內(nèi)部缺陷有組織偏析、流線分布不合理,、疏松、過(guò)熱、過(guò)燒等。對(duì)于高合金工具鋼的模具,通常對(duì)材料碳化物分布等金相組織提出技術(shù)要求。此外,還應(yīng)嚴(yán)格控制鍛造溫度,制定正確的加熱規(guī)范,采用正確的鍛造力法,以及鍛后緩冷或及時(shí)退火等。
2)預(yù)備熱處理。應(yīng)視模具工作零件的材料和要求的不同分別采用退火、正火或調(diào)質(zhì)等預(yù)備熱處理工藝,以改繕組織,祛除鍛造毛坯的組織缺陷,改繕加工工藝性。高碳合金模具鋼經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)念A(yù)備熱處理可祛除網(wǎng)狀二次滲碳體或鏈狀碳化物,使碳化物球化、細(xì)化,促使碳化物分布均勻性。這樣有利于保證淬火、回火質(zhì)量,提高模具壽命。
3)使用感應(yīng)加熱爐淬火與回火。這是模具熱處理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。若淬火加熱時(shí)產(chǎn)生過(guò)熱,不僅會(huì)造成工件較大的脆性,而且在冷卻時(shí)容易引起變形和開裂,嚴(yán)重影響模具壽命。沖模淬火加熱「特別應(yīng)注意防止氧化和脫碳,應(yīng)嚴(yán)格控制熱處理工藝規(guī)范,在條件允許的情況下,可采用真空熱處理。淬火后應(yīng)及時(shí)回火,并根據(jù)技術(shù)要求采用不同的回火工藝。
4)消應(yīng)力退火。模具工作零件在粗加工后應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火處理,其目的是祛除粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力,以免淬火后產(chǎn)生過(guò)大的變形和裂紋。對(duì)于精度要求高的模具,在磨削或電加工后還需經(jīng)過(guò)消應(yīng)力回火處理,有利于穩(wěn)定模具精度,提高使用壽命。
5)加工工藝的影響。切削加工時(shí)沒有祛除材料表面脫碳層,將會(huì)降低模具的表面硬度,加劇模具磨裂及淬裂的傾向。切削的表面粗糙、尺寸連接處不光滑,或留有尖角和加工刀痕,將萌生疲勞裂紋,造成模具疲勞失效。磨削加工時(shí)進(jìn)給量過(guò)大、冷卻不足則容易產(chǎn)生磨削裂紋和磨削燒傷,降低模具的疲勞強(qiáng)度和斷裂抗力。電火花成形及線切割加工會(huì)使模具表面產(chǎn)生拉應(yīng)力和顯微裂紋,導(dǎo)致表面剝落和早期開裂。若材料淬火后的內(nèi)應(yīng)力很高,電火花加工時(shí)應(yīng)力會(huì)重新分布,引起模具變形或開裂。
6)加工表面質(zhì)量的影響 模具工作零件加上表面質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)于模具的抗磨性、抗斷裂能力及抗黏著能力等有著十分密切的關(guān)系,直接影響模具的使用壽命。尤其是表面粗糙度值對(duì)模具壽命影響很大,若表面粗糙度值過(guò)大,在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,并在其峰、谷間容易產(chǎn)生裂紋,影響沖模的耐使用度,還會(huì)影響工件表面的耐蝕性,直接影響沖模的使用壽命和精度,為此,應(yīng)注意以下事項(xiàng):①模具工作零件加工過(guò)程中須防止磨削燒傷零件表面現(xiàn)象,應(yīng)嚴(yán)格控制磨削工藝條件和工藝方法(如砂輪硬度、粒度、冷卻液、進(jìn)給量等參數(shù))。②加工過(guò)程中應(yīng)防止模具工作零件表面留有刀痕、夾層、裂紋、撞擊傷痕等宏觀缺陷。這些缺陷的存在會(huì)引起應(yīng)力集中,成為斷裂的根源,造成模具早期失效。③采用磨削、研磨和拋光等精加工和精細(xì)加工獲得較小的表面粗糙度值,提高模具使用壽命。
7)表面強(qiáng)化處理的影響 為提高模具性能和使用壽命,模具工作零件表面強(qiáng)化處理應(yīng)用越來(lái)越廣。常用的表而強(qiáng)化處理方法有:液體碳氮共滲、離子滲氮、滲硼、滲釩和電火花強(qiáng)化,以及化學(xué)氣相沉積法(CVD)、物理氣相沉積法(PVD)和在鹽浴中向工件表面浸鍍碳化物法(TD)等。此外,采用感應(yīng)加熱爐高頻淬火,液壓、噴丸等表面強(qiáng)化處理,使模具工作零件表面產(chǎn)生壓應(yīng)力,提高其耐疲勞強(qiáng)度,有利于模具壽命的提高。
8)使用和合理維護(hù)的影響 模具的正確使用和合理維護(hù)對(duì)于提高模具壽命事關(guān)重大。為了保護(hù)正常生產(chǎn),提高沖壓件質(zhì)量,降低成本,延長(zhǎng)沖模壽命,須正確使用和合理維護(hù)模具以及選擇更加合適的感應(yīng)加熱爐,嚴(yán)格執(zhí)行沖模“三檢查”制度(使用前檢查,使用過(guò)程中檢查與使用后檢查),并做好沖模與維護(hù)檢修工作。主要工作包括模具的安裝調(diào)試方式應(yīng)恰當(dāng),模具在生產(chǎn)中壓力機(jī)的參數(shù)需與設(shè)計(jì)要求相符合等。在正確使用模具時(shí),還需對(duì)模具進(jìn)行定期維護(hù)保養(yǎng),模具的導(dǎo)柱、導(dǎo)套及其他有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部位應(yīng)經(jīng)常加注潤(rùn)滑油,對(duì)模具進(jìn)行有計(jì)劃的防護(hù)性維護(hù),并通過(guò)維護(hù)過(guò)程中的數(shù)據(jù)處理,則可防止模具在生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題,還可提高維修工作效率。
總之,在模具設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)全過(guò)程中,應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)和實(shí)行全面質(zhì)量管理是提高模具壽命的有益保證,并且致力于發(fā)展專業(yè)化生產(chǎn),加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)化工作,除零件標(biāo)準(zhǔn)化外,還有設(shè)計(jì)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、組合形式標(biāo)準(zhǔn)化、加工方法標(biāo)準(zhǔn)化等,不斷提高模具設(shè)計(jì)和制造水平,有利于提高模具壽命。