由于冲压工序不同,工作条件不同,导致模具爆裂的原因是多方面的。今天就冲压模具的设计、制造及使用等方面综合分析模具爆裂的原因,并做出相应的改善措施。
一、模具材质在后续加工中容易碎裂
不同材质的模具寿命往往不同。为此,对于冲模工作零件材料提出两项基本要求:
(1)材料的使用性能应具有高硬度(58-64HRC)和高强度,并具有高的耐磨性和足够的韧性,热处理变形小,有一定的热硬性;
(2)工艺性能良好。冲模工作零件加工制造过程一般较为复杂,因而,必须具有对各种加工工艺的适应性,如可锻性、可切削加工性、淬硬性、淬透性、淬火裂纹敏感性和磨削加工性等。
二、热处理工艺不当产生变形
实践证明,模具的热处理加工质量对模具的性能与使用寿命影响甚大。从模具失效原因的分析统计可知,因热处理不当所引发模具失效“事故”约占40%以上。
(1)锻造工艺:这是模具工作零件制造过程中的重要环节。对于高合金工具钢的模具,通常对材料碳化物分布等金相组织提出技术要求。
(2)预备热处理:应视模具工作零件的材料和要求的不同分别采用退火、正火或调质等预备热处理工艺,以改善组织,消除锻造毛坯的组织缺陷,改善加工工艺性。高碳合金模具钢经过适当的预备热处理,可消除网状二次渗碳体或链状碳化物,使碳化物球化、细化,促进碳化物分布均匀性,这样有利于保证淬火、回火质量,提高模具寿命。
(3)淬火与回火:这是模具热处理中的关键环节。若淬火加热时产生过热,不仅会使工件造成较大的脆性,而且,在冷却时容易引起变形和开裂,严重影响模具寿命。冲模淬火加热时特别应注意防止氧化和脱碳,应严格控制热处理工艺规范,在条件允许的情况下,可采用真空热处理。淬火后应及时回火,并根据技术要求采用不同的回火工艺。
(4)消应力退火:模具工作零件在粗加工后,应进行消应力退火处理,其目的是消除粗加工所造成的内应力,以免淬火时产生过大的变形和裂纹。对于精度要求高的模具,在磨削或电加工后还需经过消应力回火处理,有利于稳定模具精度,提高使用寿命。
三、模具研磨平面度不够,产生挠曲变形
模具工作零件表面质量的优劣,对于模具的耐磨性、抗断裂能力及抗粘着能力等有着十分密切的关系,直接影响模具的使用寿命,尤其是表面粗糙度值对模具寿命影响很大。若表面粗糙度值过大,在工作时会产生应力集中现象,并在其峰、谷间容易产生裂纹,影响冲模的耐用度,还会影响工件表面的耐蚀性,直接影响冲模的使用寿命和精度,为此,应注意以下事项:
(1)模具工作零件加工过程中,必须防止磨削烧伤零件表面现象,应严格控制磨削工艺条件和工艺方法(如砂轮硬度、粒度、冷却液、进给量等参数);