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提高模具鋼質量的重點分析

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提高模具鋼質量的重點分析

發布日期:2018-07-11 作者: 點擊:



        近年來,世界范圍內模具鋼制造業的競爭變得越來越激烈,企業在盡可能短的時間內高效率、低消耗地為顧客提供個性化高質量產品的能力,已成為企業競爭能力的一個標志。模具鋼材被稱為工業之父,模具鋼材質量的高低,將直接影響到產品的質量、產量、成本、新產品投產及老產品更新換代的周期、企業產品結構調整速度與市場競爭力,因此經濟形勢對模具鋼材的質量提出了越來越高的要求。那么如何才能更合理地提高模具鋼材質量呢?也就是說,怎么樣才能讓模具鋼材在高精度、低成本、高效率條件下,更長時間地、更多模次地生產出質量合格的制件呢?這已經越來越成為人們關注的焦點。


    模具鋼材質量并不是一個簡單的話題,它包括以下幾個方面:


    ⑴制品質量:制品尺寸的穩定性、符合性,制品表面的光潔度、制品材料的利用率等等;


    ⑵使用壽命:在確保制品質量的前提下,模具鋼材所能完成的工作循環次數或生產的制件數量;


    ⑶模具鋼材的使用維護:是否屬最方便使用、脫模容易、生產輔助時間盡可能的短;


    ⑷維修成本、維修周期性等等。


    提高模具鋼材質量的基本途徑:


    ⑴首先制件的設計要合理,盡可能選用最好的結構方案,制件的設計者要考慮到制件的技術要求及其結構必須符合模具鋼材制造的工藝性和可行性。


    ⑵模具鋼材的設計是提高模具鋼材質量的最重要的一步,需要考慮到很多因素,包括模具鋼材材料的選用,模具鋼材結構的可使用性及安全性,模具鋼材零件的可加工性及模具鋼材維修的方便性,這些在設計之初應盡量考慮得周全些。


    ①模具鋼材材料的選用既要滿足客戶對產品質量的要求,還需考慮到材料的成本及其在設定周期內的強度,當然還要根據模具鋼材的類型、使用工作方式、加工速度、主要失效形式等因素來選材。例如:沖裁模的主要失效形式是刃口磨損,就要選擇表面硬度高、耐磨性好的材料;沖壓模主要承受周期性載荷,易引起表面疲勞裂紋,導致表層剝落,那就要選擇表面韌性好的材料;拉深模應選擇磨擦系數特別低的材料;壓鑄模由于受到循環熱應力作用,故應選擇熱疲勞性強的材料;對于注塑模,當塑件為ABS、PP、PC之類材料時,模具鋼材材料可選擇預硬調質鋼,當塑件為高光潔度、透明的材料時,可選耐蝕不銹鋼,當制品批量大時,可選擇淬火回火鋼。另外還需要考慮采用與制件親和力較小的模具鋼材材料,以防粘模加劇模具鋼材零件的磨損,從而影響模具鋼材的質量。


    ②模具鋼材結構設計時,盡量結構緊湊、操作方便,還要保證模具鋼材零件有足夠的強度和剛度;在模具鋼材結構允許時,模具鋼材零件各表面的轉角應盡可能設計成圓角過渡,以避免應力集中;對于凹模、型腔及部分凸模、型芯,可采用組合或鑲拼結構來消除應力集中,細長凸模或型芯,在結構上需采取適當的保護措施;對于冷沖模,應配置防止制件或廢料堵塞的裝置(如:彈頂銷、壓縮空氣等)。與此同時,還要考慮如何減少滑動配合件及頻繁撞擊件在長期使用中磨損所帶來的對模具鋼材質量的影響。

③在設計中必須減少在維修某一零部件時需拆裝的范圍,特別是易損件更換時,盡可能減少其拆裝范圍。


    ⑶模具鋼材的制造過程也是確保模具鋼材質量的重要一環,模具鋼材制造過程中的加工方法和加工精度也會影響到模具鋼材的使用壽命。各零部件的精度直接影響到模具鋼材整體裝配情況,除掉設備自身精度的影響外,則需通過改善零件的加工方法,提高鉗工在模具鋼材磨配過程中的技術水平,來提高模具鋼材零件的加工精度;若模具鋼材整體裝配效果達不到要求,則會在試模中讓模具鋼材在不正常狀態下動作的幾率提高,對模具鋼材的總體質量將會有很大影響。


    因此,為保證模具鋼材具有良好的原始精度—原始的模具鋼材質量,在制造過程中首先要合理選擇高精度的加工方法,如電火花、線切割、數控加工等等,同時應注意模具鋼材的精度檢查,包括模具鋼材零件的加工精度、裝配精度及通過試模驗收工作綜合檢查模具鋼材的精度,在檢查時還需盡量選用高精度的測量儀器,對于那些成形表面曲面結構復雜的模具鋼材零件,若用普通的直尺、游標卡就無法達到精確的測量數據,這時就需選用三坐標測量儀之類的精密測量設備,來確保測量數據的準確性。


    ⑷對模具鋼材主要成形零部件進行表面強化,以提高模具鋼材零件表面耐磨性,從而更好地提高模具鋼材質量。對于表面強化,要根據不同用途的模具鋼材,選用不同的強化方法。例如:沖裁模可采用電火花強化、硬質合金堆焊等,以提高模具鋼材零件表層的耐磨性和抗壓強度;壓鑄模、塑料模等熱加工模具鋼材鋼零件可采用滲氮(硬氮化)處理,以提高零件的耐磨性、耐熱疲勞性和耐磨蝕性;拉深模、彎曲模可采用滲硫處理,以減少摩擦系數,提高材料的耐磨性;碳氮共滲(軟氮化)可應用于各類模具鋼材的表面強化處理。另外,近幾年發展起來的一種稱為FCVA真空鍍金剛石膜技術,能在零件表層形成一層與基體結合異常牢固又十分光滑均勻密實的保護膜,這種技術特別適合于模具鋼材表面保護性處理,也是提高模具鋼材質量的一種效果顯著的方法。當然,如果制件屬試制產品或生產批量相當小的話,就不一定非要進行模具鋼材零件的表面強化處理。


    ⑸模具鋼材的正確使用與維護,也是提高模具鋼材質量的一大因素。例如:模具鋼材的安裝調試方式應恰當,在有熱流道的情況下,電源接線要正確,冷卻水路要滿足設計要求,模具鋼材在生產中注塑機、壓鑄機、壓力機的參數需與設計要求相符合等等。在正確使用模具鋼材時,還需對模具鋼材進行定期維護保養,模具鋼材的導柱、導套及其他有相對運動的部位應經常加注潤滑油,對于鍛模、塑料模、壓鑄模之類模具鋼材在每模成形前都應將潤滑劑或起模劑噴涂于成形零件表面。對模具鋼材進行有計劃的防護性維護,并通過維護過程中的數據處理,則可預防模具鋼材在生產中可能出現的問題,還可提高維修工作效率。


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