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      擠壓模具的壽命怎樣延長

      時間:2015-04-21 作者: 編輯: 點擊:764 Views
        

      為了更好地改善擠壓模具的質量,提高其使用壽命,我們應該做些什么呢?下面小編將從從模具材料的選擇、熱處理工藝、模具的優化設計與模具的科學使用四個方面作深入分析,并給出一些切實可行的對策。

      1、模具材料的影響:

      擠壓模具是在高溫高壓環境下作業,并要承受周期載荷的作用,因此對模具鋼的性能要求相當高,一般制造模具的材料應具有較高的熱穩定性、熱疲勞性、熱耐磨性和足夠的韌性。前些年我們常采用3Cr2W8V鋼制造模具,但它的韌性低,抗疲勞強度不好,即使采用高溫淬火等工藝處理措施亦不能滿足要求,模具的早期失效十分嚴重,近年來已被4Cr5MoSiV鋼取代。與3Cr2W8V鋼相比,4Cr5MoSiV鋼具有以下兩個突出特點:一有良好的高溫綜合性能和較高的熱疲勞抗力;Cr、Mo元素,氮化處理時能生成豐富穩定的氮化物并彌散分布。因此就延長模具使用壽命而言,選用4Cr5MoSiV鋼加工模具還是比較合適的。統計數字表明,用4Cr5MoSiV鋼和3Cr2W8V鋼制造同種模具,前者的使用壽命是后者的2~4倍。

      2、熱處理工藝的影響:

      要延長模具的使用壽命,熱處理工藝的優化與否甚為重要,影響熱處理質量的主要因素有加熱速度、淬火溫度、冷卻速度和回火溫度等。經過分析與實踐,下列熱處理工藝適合一般企業,能滿足4Cr5MoSiV鋼在高溫下的機械性能要求。(1)、預熱。溫度600~630℃,保溫時間1.5~2h(視模具大小而定),然后升溫到830~850℃,保溫1.5~2h,此工藝過程為淬火前的預處理,它能合理調整工件內部的微觀缺陷,為淬火準備必要的條件。(2)、淬火。在預處理的基礎上,把加熱溫度升到1040~1080℃,保溫2~2.5h出爐油淬,待工件溫度降到130℃左右從油中取出空冷。(3)、回火。淬火后工件內部有較大的內應力,必須及時對工件進行回火,以消除淬火時產生的應力。為了避免工件開裂,回火前也應加熱均勻,具體方法為工件加熱到380~400℃保溫1h,再緩慢升溫到580~600℃進行一次回火,保溫時間為2h,然后出爐空冷至常溫后進行二次回火,回火溫度為560~580℃,保溫時間為2h,隨后出爐空冷。針對上述熱處理工藝,需要補充說明的是:由于4Cr5MoSiV鋼對淬火溫度很敏感,且在高溫下的淬火性能優良,所以應對其實行高溫淬火。

      3、模具設計方案的影響:

      模具設計的合理與否是延長其使用壽命的重要環節。擠壓鋁型材一般存在斷面不對稱和壁厚不相等現象,在設計模具時應給予重視,既要考慮??孜恢玫呐帕?,又要結合具體情況,通過改變??坠ぷ鲙У母叨葋砀纳平饘俚牧鲃有?。下面就模具設計中存在的一般問題略作分析:(1)、對于壁厚不等的型材應采用不等長工作帶的設計方法。保證金屬流動的均勻性。(2)、適當調整過渡圓角的半徑和工作帶長度,可以避免應力集中現象。(3)、??壮叽绲拇_定應綜合考慮型材性質和模具材料的收縮率。對于6063鋁合金和常用模具鋼4Cr5MoSiV,設計時??椎氖湛s率應取1.01%~1.09%(可根據??壮叽邕m當選取)。(4)、根據延伸系數確定??讛的?。??讛的恐苯佑绊懙窖由煜禂档拇笮?,擠壓比過大會使擠壓力超過正常值而損壞模具,過小則會使擠壓制品的機械性能下降,一般擠壓系數(延伸系數)宜在10~50。(5)、合理布置??孜恢?。在設計時不宜將??撞贾玫眠^于靠近模具邊緣,否則將會降低模具強度,導致死區金屬參與流動而影響制品表面質量。

      4、模具使用方面的影響:

      要延長模具壽命,科學地使用模具也是不容忽視的一個方面。由于模具的工作環境極為惡劣(高溫高壓),生產中要采取一定的措施來確保它的組織性能。以下列出了要注意的3個重要方面:(1)、采用適宜的擠壓速度。在擠壓過程中,當擠壓速度過快時,會造成金屬流動不均勻,模具溫度較高等現象,如果此時金屬變形產生的余熱不能及時帶走,模具就可能因局部過熱而失效,當擠壓速度較適宜時,就避免了上述不良后果的發生,擠壓速度一般應控制在25mm/s以下。(2)、采用由低到高再到低的使用強度。模具剛進入服役期時,組織性能還處在浮動階段,此期間應采用低強度的作業方案,以使模具向平穩期過渡。模具使用中期,可適當提高使用強度,因為此時模具的綜合性能處在最佳狀態。到模具使用的后期,其內部組織已部分惡化,熱疲勞強度也較低,此時應適當降低模具的使用強度,以免在使用中出現不測。(3)、使用前期對模具進行滲氮處理。滲氮處理能使模具在保持足夠韌性的情況下大大提高其表面硬度,以減少模具使用時的熱磨損,但表面滲氮并不是一次性就能完成的,在模具服役期間應對之進行3~4次反復滲氮處理,一般要使滲氮層厚度達到0.15~0.20mm。

      以上介紹的四個方面只是擠壓模具的使用壽命的一部分,擠壓模具的使用壽命是一個綜合性的技術問題,需全面理解模具使用壽命的含義,在模具的加工制造中選擇最佳工藝和模具使用后及時修正,對延長模具壽命也很重要。

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