第四章模具寿命的影响因素

第四章模具寿命的影响(yǐngxiǎng)因素第一页，共40页。第一节模具(mújù)结构圆角半径(bànjìng)的影响凸的圆角半径r------对工艺影响(yǐngxiǎng)大。r过小，板料拉深中成形力增加；在模锻中，造成锻件折叠缺陷。凹的圆角半径R-----对模具的寿命影响大。R小，在圆角半径处产生较大应力集中，易萌生裂纹，导致断裂；大的R使模具受力均匀，不易产生裂纹。第二页，共40页。整体(zhěngtǐ)模具结构与组合模具结构模具(mújù)的导向采用(cǎiyòng)预应力加强环第三页，共40页。第二节模具工作(gōngzuò)条件1.成形件的材质(cáizhì)、状态、温度金属件，强度(qiángdù)高，模具受力大，模具寿命低；非金属材料、流体材料，强度低，模具受力小，模具寿命高；坯料与模具的亲合力愈大，模具寿命愈低；第四页，共40页。成形有色金属件的模具(mújù)比成形黑色金属件的模具(mújù)，强度低，模具(mújù)受力小，模具(mújù)寿命高；坯料表面光滑(guānghuá)，冲头受力均匀，寿命较高坯料温度(wēndù)愈高，模具寿命愈低。冲压冷轧钢板寿命3万件第五页，共40页。模具(mújù)运动部分导向精度高、刚度大，模具(mújù)磨损均匀，模具(mújù)寿命高。设备的速度(sùdù)愈高，模具越易断裂或塑性变形失效。注塑机、机械压力机、模锻锤寿命(shòumìng)依次下降液压机、曲柄压力机、螺旋压力机、锤、高速锤寿命依次下降第六页，共40页。不锈钢表壳挤光模：机油(jīyóu)润滑寿命(shòumìng)80件二硫化钼配制(pèizhì)油剂润滑寿命1万件热强钢叶片精锻模：3Cr2W8V钢制作的压铸模：不用涂料150次3次刷一次350次1次刷一次700次冷却方式：内冷和外冷第七页，共40页。第三节模具(mújù)材料类别对模具(mújù)的使用性能影响很大。某冲裁模9Mn2V5万余次Cr12MoV40多万次第八页，共40页。T10钢制作(zhìzuò)的硅钢片冲裁模：53～56HRC几千次60～63HRC刃磨寿命(shòumìng)2～3万次硬度继续提高(tígāo)模具出现早期断裂Cr12MoV钢制造的六角螺母冷镦模：56～60HRC2～3万件50～56HRC6～8万件第九页，共40页。使用性能和工艺性能模具(mújù)的工作条件：强度愈高，硬度(yìngdù)愈高，耐磨性愈好，寿命愈高（冲裁模、拉深模）第十页，共40页。强度愈高，耐磨性愈好，韧性(rènxìnɡ)愈好，寿命愈高需要高温强度(qiángdù)，高温耐磨性，耐冷热疲劳性，热硬度，热疲劳性，适当的冲击韧度。（冷镦模、冷挤模）（曲柄(qūbǐng)压力机的锻模）第十一页，共40页。需要高温(gāowēn)韧性，合适的高温(gāowēn)强度、耐冷热疲劳性、热硬性。（锤锻模(duànmó)、高速锤锻模(duànmó)）第十二页，共40页。第四节模具(mújù)制造锻造(duànzào)的目的：b.改善模具钢的组织和性能，使大块碳化物破碎，获得(huòdé)均匀分布状态c.改善模具金属纤维的方向性，使流线合理分布d.消除或减轻冶金缺陷如焊合气孔、提高钢的致密度第十三页，共40页。材料(cáiliào)为Cr12的冷冲模：毛坯尺寸Φ90mm，共晶碳化物5级，不经改锻，由轧材直接车削加工(jiāgōng)，寿命为数件至数十件，最高达3000件；改用Φ60mm棒料，经镦粗制成Φ90mm，共晶碳化物3～4级，寿命(shòumìng)8000件以上。第十四页，共40页。型腔或凸模圆角部分，因进刀太深而留下局部刀痕，造成严重(yánzhòng)应力集中（Cr12MoV制造(zhìzào)的冷冲凸模，铆钉模）预防措施：在零件粗加工的最后一道切削时应尽量减小进给量，避免留下粗刀痕，防止出现不正常(zhèngcháng)的折断失效。第十五页，共40页。对模具型腔表面进行研磨时，由于磨削速度过大，冷却(lěngquè)条件差等因素会导致磨削表面过热，引起表面软化、硬度降低，易产生磨削裂纹，导致模具早期失效。（Cr12MoV制造(zhìzào)的压制瓷砖用的模具）预防措施：采用切削力强的粗颗粒砂轮或粘接性较差的砂轮；减小磨削工件(gōngjiàn)的进给量；选用合适的冷却剂；磨削后采用消除磨削压应力回火。第十六页，共40页。对模具进行电加工时，由于产生大量(dàliàng)的热，将被加工部位加热到很高温度，在最表层发生熔融，然后激冷并凝固，形成白亮层。预防措施：用机械加工(jiāgōng)方法去除白亮层及其中微裂纹；电加工(jiāgōng)后进行一次低温回火，减轻电火花加工(jiāgōng)层的脆性，防止裂纹扩展。第十七页，共40页。降低模具型腔表面粗糙度值：减少成形坯料的流动阻力，降低模具型腔表面的磨损量；可以减小刀痕、电加工熔斑等表面缺陷和产生裂纹的倾向(qīngxiàng)，提高模具使用寿命。6Cr3VSi制造(zhìzào)的冷挤压模具：粗糙度为Ra6.3～3.2um时，3万次左右(zuǒyòu)粗糙度为Ra0.8～0.4um时，4.5～5万次第十八页，共40页。调整模具安装后的间隙量及均匀(jūnyún)性，减少磨损量，提高寿命。第十九页，共40页。第五节模具(mújù)热处理与表面强化模具热处理包括预备(yùbèi)热处理和最终热处理。预备(yùbèi)热处理：正火、高温回火、球化退火、调质处理等。最终热处理：淬火、回火、表面强化处理等。第二十页，共40页。热处理的目的：模具(mújù)通过热处理获得所需的组织和性能，保证在正常服役条件具有一定的使用寿命。热处理的关键：加热温度的选择、冷却(lěngquè)速度或等温温度的选择。淬火加热温度过高：会引起钢中晶粒长大，从而(cóngér)使冲击韧度下降，导致模具开裂及脆断。第二十一页，共40页。淬火加热温度过低：不能保证有足够(zúgòu)的合金元素固溶于基体，就会降低钢的高温强度、组织稳定性及冷热疲劳抗力，使模具容易产生塑性变形或压塌等早期失效形式。淬火冷却速度过快或油温过低：容易(róngyì)出现淬火裂纹，缩短疲劳寿命，甚至引发早期断裂。淬火时的保护或盐浴炉脱氧如果不当，会引起表面脱碳（脱碳层强度低、耐磨性差、易产生(chǎnshēng)微裂纹）。第二十二页，共40页。模具回火：必须充分，否则在模具中残留较大淬火应力、降低模具韧性(rènxìnɡ)，容易发生早期断裂。机锻模(duànmó)和锤锻模(duànmó)Cr12MoV制造(zhìzào)的录音机机芯冷冲模：常规热处理，使用寿命10万次调质和真空热处理，使用寿命25万次第二十三页，共40页。模具零件的表面强化：可以改善模具材料的表面特性(tèxìng)，获得硬度、耐磨性、韧性、抗疲劳强度等性能指标的良好配合，得到“外硬里韧”的效果。第二十四页，共40页。第六节模具(mújù)维护和管理一、模具(mújù)维护模具(mújù)安装在相应设备上工作之前、工作之后和工作间隙停顿时的维护称为现场维护。目的：降低热作模具使用时的热冲击；提高模具工作时的断裂韧度。第二十五页，共40页。压铸T8钢肋骨(lèigǔ)的经渗铝的3Cr2W8V压铸模：使用前不预热(yùrè)，产生大量裂纹，模具寿命为509件；模具预热至300℃，并在模腔上喷涂经加热的石墨(shímò)水剂，使模具温度一直保持在260～300℃时，模具寿命为1190件。第二十六页，共40页。停工时，必须对模具(mújù)进行保温，减小模具(mújù)经受的热冲击。（250～300℃）c.停工(tínɡɡōnɡ)时缓冷模具服役后，隔天再用或为了维修拆下前，不能让模具直接冷到室温，必须缓冷，使模具的温度缓慢下降(xiàjiàng)，减小“冷冲击”。第二十七页，共40页。模具从设备上拆下来的维修称非现场(xiànchǎng)维护。当模具(mújù)使用一段时间后，将模具(mújù)卸下，进行去应力退火，降低模具(mújù)中的内应力。a.去应力(yìnglì)退火第二十八页，共40页。模具服役(fúyì)一段时间（仍能正常服役(fúyì)）后，为提高模具总寿命，把模具拆卸下来修理称为超前修模第二十九页，共40页。二、模具(mújù)的管理模具(mújù)的管理广义上讲，是指模具(mújù)在制造和使用等过程中要严格按规程要求进行。生产中则指模具在安装、调试、拆卸、运行、管时要遵守规则，避免因人为(rénwéi)的疏忽而带来模具的损伤。第三十页，共40页。模具安装前，应检查模具技术状态是否完好，并把设备(shèbèi)调到正确的位置，安装时严格按照装模顺序进行，并把模具装在正确位置后固紧。使用过程中随时清除杂物(záwù)并定期检查模具的紧固件是否有松动。如松动，应及时固紧。模具进库保管时，应在滑动表面(biǎomiàn)及某