沖壓模具鋼使用過(guò)程中造成模具爆裂的原因
/ 2021/6/5 10:40:36
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由于沖壓工序不同，工作條件不同，造成
模具爆裂的原因是多方面的。下面就沖模的設計、制造及使用等方面綜合分析模具爆裂的原因，并做出相應的改善措施。
1.模具材質(zhì)不好，在后續加工中容易碎裂
不同材質(zhì)的模具壽命往往不同。為此，對于沖模工作零件材料，提出兩項基本要求：
(1)材料的使用性能應具有高硬度(58-64HRC)和高強度，并具有高的耐磨性和足夠的韌性，熱處理變形小，有一定的熱硬性;(2)工藝性能良好。沖模工作零件加工制造過(guò)程一般較為復雜，因而，必須具有對各種加工工藝的適應性，如可鍛性、可切削加工性、淬硬性、淬透性、淬火裂紋敏感性和磨削加工性等。
2.熱處理：淬火回火工藝不當產(chǎn)生變形
實(shí)踐證明，模具的熱加工質(zhì)量對模具的性能與使用壽命影響甚大。從模具失效原因的分析統計可知，因熱處理不當所引發(fā)模具失效“事故”約占40%以上。
(1)鍛造工藝 這是模具工作零件制造過(guò)程中的重要環(huán)節。對于高合金工具鋼的模具，通常對材料碳化物分布等金相組織提出技術(shù)要求。
(2)預備熱處理 應視模具工作零件的材料和要求的不同分別采用退火、正火或調質(zhì)等預備熱處理工藝，以改善組織，消除鍛造毛坯的組織缺陷，改善加工工藝性。高碳合金模具鋼經(jīng)過(guò)適當的預備熱處理，可消除網(wǎng)狀二次滲碳體或鏈狀碳化物，使碳化物球化、細化，促進(jìn)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)淬火與回火 這是模具熱處理中的關(guān)鍵環(huán)節。若淬火加熱時(shí)產(chǎn)生過(guò)熱，不僅會(huì )使工件造成較大的脆性，而且，在冷卻時(shí)容易引起變形和開(kāi)裂，嚴重影響模具壽命。沖模淬火加熱時(shí)特別應注意防止氧化和脫碳，應嚴格控制熱處理工藝規范，在條件允許的情況下，可采用真空熱處理。淬火后應及時(shí)回火，并根據技術(shù)要求采用不同的回火工藝。
(4)消應力退火 模具工作零件在粗加工后，應進(jìn)行消應力退火處理，其目的是消除粗加工所造成的內應力，以免淬火時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的變形和裂紋。對于精度要求高的模具，在磨削或電加工后還需經(jīng)過(guò)消應力回火處理，有利于穩定模具精度，提高使用壽命。
3.模具研磨平面度不夠，產(chǎn)生撓曲變形
模具工作零件表面質(zhì)量的優(yōu)劣，對于模具的耐磨性、抗斷裂能力及抗粘著(zhù)能力等有著(zhù)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)生應力集中現象，并在其峰、谷間容易產(chǎn)生裂紋，影響沖模的耐用度，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，應注意以下事項：
(1)模具工作零件加工過(guò)程中，必須防止磨削燒傷零件表面現象，應嚴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);
(2)加工過(guò)程中，應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(guān)缺陷，這些缺陷的存在會(huì )引起應力集中，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加工，獲得較小的表面粗糙度值，提高模具使用壽命。
4.設計工藝
模具強度不夠，刀口間距太近，模具結構不合理，模板塊數不夠，無(wú)墊板墊腳，模具導向不準，間隙不合理。
(1)排樣與搭邊 不合理的往復送料排樣法，以及過(guò)小的搭邊值，往往會(huì )造成模具急劇磨損或凸、凹模啃傷。合理選擇排樣方法和搭邊值，以提高模具壽命。
(2)模具的導向機構精度 準確和可靠的導向，對于減少模具工作零件的磨損，避免凸、凹模啃傷影響極大，尤其是無(wú)間隙和小間隙沖裁模、復合模和多工位級進(jìn)模則更為有效。為提高模具壽命，必須根據工序性質(zhì)和零件精度等要求，正確選擇導向形式和確定導向機構的精度。
(3)模具(凸、凹模)刃口幾何參數。
5.線(xiàn)割工藝
人為地拉線(xiàn)線(xiàn)割，線(xiàn)割間隙處理不對，沒(méi)作清角及線(xiàn)割的變質(zhì)層影響。
沖模刃口多采用線(xiàn)切割加工。由于線(xiàn)切割加工的熱效應和電解作用，使模具加工表面產(chǎn)生一定厚度的變質(zhì)層，造成表面硬度降低，出現顯微裂紋等，致使線(xiàn)切割加工的沖模易發(fā)生早期磨損，直接影響模具沖裁間隙的保持及刃口容易崩刃，縮短模具使用壽命。因此，在線(xiàn)切割加工中，應選擇合理的電規準，盡量減少變質(zhì)層深度。
6.沖床設備的選用
沖床噸位，沖裁力不夠，調模下得太深。
沖壓設備(如壓力機)的精度與剛性，對沖模壽命的影響極為重要。沖壓設備的精度高、剛性好，沖模壽命大為提高。例如：復雜硅鋼片沖模材料為Crl2MoV，在普通開(kāi)式壓力機上使用，平均復磨壽命為1-3萬(wàn)次;而新式精密壓力機上使用，沖模的復磨壽命可達6-12萬(wàn)次。
7.沖壓工藝
沖壓零件的原材料厚度公差超差、材料性能波動(dòng)、表面質(zhì)量較差(如銹跡)或不干凈(如油污)等，會(huì )造成模具工作零件磨損加劇、易崩刃等不良后果。為此，應當注意：
(1)盡可能采用沖壓工藝性好的原材料，以減少沖壓變形力;
(2)沖壓前，應嚴格檢查原材料的牌號、厚度及表面質(zhì)量等，并將原材料擦拭干凈，必要時(shí)，應清除表面氧化物和銹跡;
(3)根據沖壓工序和原材料種類(lèi)，必要時(shí)可安排軟化處理和表面處理，以及選擇合適的潤滑劑和潤滑工序。
8.生產(chǎn)作業(yè)的正確使用和合理維護。
