提高模具使用寿命的实用方法.ppt

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1、提高模具使用寿命的实用方法随着工业自动化程度的不断提高,模具的应用越越广泛。但目前在我国的许多企业中，模具的使用寿命还比较低，进相当于国外的１／３～１／５。模具寿命低、工作部分精度保持性差，不仅会影响产品质量，而且会造成模具材料、加工工时等成本的巨大浪费，大大增加产品的成本并降低生产效率，严重影响产品的竞争力。研究表明：模具的使用寿命与热处理不当、选材不合适、模具结构不合理、机械加工工艺不合理、模具滑润不好、设计水平差等诸多因素有关。根据对大量失效模具的分析统计，在引起模具失效的各种因素中，热处理不当约占４５％，选材不当、模具结构不合理约占２５％，

2、工艺问题约占１０％；滑润问题、设备问题等因素约占２０％。因此，在模具设计和制造过程中，选用恰当的材料，合理设计模具结构，选择合理的热处理工艺，妥善安排模具各零件的加工工艺路线，改善模具的工作条件都有利于提高模具的质量和使用寿命。１．模具材料的选用工艺方法和加工对象进行选择。在大批量生产选用模具材料时，应根据不同的生产批量、中，应选用长寿命的模具材料，如硬质合金，高强韧、高耐磨模具钢（如YG15、YG20）；对小批量或新产品试制可采用锌合金、铋锡合金等模具材料；对于易变形、易断裂失效的通用模具，需要选用高强度、高韧性的材料（T10A）；热锻模则要选用

3、具有良好的韧性、强度、耐模性和抗冷热疲劳性能的材料（如５CrM-nMo）；压铸模要采用热疲劳抗力高、高温强度高的合金钢（如３Cr2W8V）；塑料模具则应选择易切削、组织致密、抛光性能好的材料。此外，在设计凸模和凹模时，宜选用不同硬度或不同材料的模具相匹配，如：凸模用工具钢（如T10A），凹模用高碳高铬钢（如Cr12、Cr12MoV），模具使用寿命可提高５～６倍。２．合理的模具结构模具设计的原则是保证足够的强度、刚度、同心度、对中性和合理的冲裁间隙，并减少应力集中，以保证由模具生产出来零件符合设计要求。因此对模具的主要工作零作（如冲模的凸、凹模，注塑

4、模的动、定模，模锻模的上、下模等）要求其导向精度高、同心度和中性好及冲裁的间隙合理。在进行模具设计时，应着重考虑的是：① 设计凸模时必须注意导向支撑和对中保护。特别是设计小孔凸模时采用自身导向结构，可延长模具寿命。② 对夹角、窄槽等薄弱部位，为了减少应力集中，要以圆弧过渡，圆弧半径R可取３～５mm。③ 对于结构复杂的凹模采用镶拼结构，也可减少应力集中。④ 合理增大间隙，改善凸模工作部分的受力状态，使冲裁力、卸件力和推件力下降，凸、凹模刃口磨损减少。3.模具的热处理工艺从模具失效分析得知，４５％的模具失效是由于热处理不当造成的。众所周知，磨损、粘结均

5、发生在表面，疲劳、断裂也往往从表面开始，因此对模具表面的加工质量要求非常高。但实际上由于加工痕迹的存在，热处理时表面氧化脱碳也在所难免。因此，模具的表面性能反而比基体差。采用热处理新技术是提高模具性能的经济而有效的重要措施。模具热处理工艺包括基体强韧化和表面强化处理。基体的强韧化在于提高基体的强度和韧度，减少断裂和变形。表面强化的主要目的的是提高模具表面的耐磨性、耐蚀性和润滑性能。4.模具的整体强韧化工艺模具既要具有优良的整体强韧化性能，又要具有优异的型腔表面性能，这样才能提高模具使用寿命，为了达到这个要求，出现了在对模具整体强韧化的基础上再进行表

6、面强化的各种处理工艺：对普通冷作模具钢，采用低温淬火与低温回火处理，可收到增加韧性、减少脆性和折断的良好效果；对热作模具钢，采用高温淬火与高温回火处理，可显著提高热作模具钢的强韧性和热稳定性。例如，对于3Cr2W8V材料制成的压铸模，采用４００℃～５００℃及８００℃～８５０℃的俩次预先正火而后进行高温淬火、回火处理，可提高韧性４０％，模具寿命可提高１倍。除此之外，还可采用形变热处理。变形热处理是把钢的强化与相变强化结合起来的一种强韧化工艺。形变热处理的强韧化本质在于获得细小的奥氏体晶粒、细化马氏体增加了马氏体中的位错密度并形成胞状亚结构，同时促进碳

7、化物的弥散硬化作用。5.模具的表面强化热处理模具表面强化处理工艺主要有气体氮化法、离子氮化法、点火花表面强化法、渗硼、TD法、CVD法、PVD法、激光表面强化法、离子注入法、等离子喷涂法等等。① 气体软氮化：使氮在氮化温度分解后产生活性氮原子，被金属表面吸收渗入钢中并且不断自表面向内扩散，形成氮化层。模具经氮化处理后，表面硬度可达HV９５０～１２００，使模具具有很高的红硬度和高的疲劳强度，并提高模具表面光洁的度和抗咬合能力。② 离子氮化：将待处理的模具放在真空容器中，充以一定压力的含氮气体（如氮或氮、氢混合气），然后以被处理模具作阴极，以真空容器的

8、罩壁作阳极，在阴阳极之间加４００～６００伏的直流电压，阴阳极间便产生辉光放电，容器里的气体被电离，在空间产生大量的电子与离