冷擠壓模常用于低碳鋼板材等沖壓成形批量生產(chǎn),是沖壓加工生產(chǎn)的關(guān)鍵零部件。典型冷擠壓工件材質(zhì)為20鋼。工件擠壓成形后不再加工,因而對工件表面質(zhì)量和力學(xué)性能技術(shù)要求較高。傳統(tǒng)冷擠壓模具采用Cr12MoV鋼制造,要求工件中頻感應(yīng)加熱設(shè)備熱處理后硬度為58-62HRC。但生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),Cr12MoV鋼碳化物偏析嚴(yán)重,脆斷危險大。經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn),在型腔四轉(zhuǎn)角部位經(jīng)常出現(xiàn)微小裂紋,往往造成工件在擠壓中裂紋急速擴(kuò)展,使模具斷裂破壞。生產(chǎn)中曾采用降低硬度至52-56HRC,以減少模具開裂,但模具又出現(xiàn)凹模平面塌陷失效。通過試驗改進(jìn),采用3Cr2W8V鋼加工冷擠壓模,并改進(jìn)中頻感應(yīng)加熱設(shè)備熱處理工藝,取得了良好效果。
冷擠壓模具由凸模和凹模組成。工作中,凸模除受到很高壓應(yīng)力外,還受到中頻感應(yīng)加熱設(shè)備高溫?zé)崽幚斫饘賱×伊鲃赢a(chǎn)生的摩擦力;而凹模型腔承受強(qiáng)大拉應(yīng)力和摩擦力,模具表面溫度達(dá)400℃左右,凹模平面金屬變形量大,正壓力大,模具摩擦磨損嚴(yán)重,服役條件惡劣。根據(jù)模具受力負(fù)荷特征,加工零件冷擠壓時凹模型腔承受很大的切向力和徑向力,為保證模具強(qiáng)度和剛度足夠大,模具結(jié)構(gòu)采用雙層預(yù)緊凹模結(jié)構(gòu)。3Cr2W8V鋼擠壓模具經(jīng)中頻感應(yīng)加熱設(shè)備熱處理后原硬度為48-52HRC,模具壽命可達(dá)5000 件左右。此后,對熱處理工藝進(jìn)行改進(jìn),采用氣體碳氮共滲處理強(qiáng)化模具表面,工件表面硬度達(dá)60 -64HRC,使擠壓模耐磨性能和冷熱疲勞抗力明顯提高,模具壽命可達(dá)20000件左右,是改進(jìn)前冷擠壓模工作壽命的4倍。
冷擠壓模具采用3Cr2W8V鋼和改進(jìn)中頻感應(yīng)加熱設(shè)備熱處理工藝后,模具質(zhì)量明顯提高,避免了工件出現(xiàn)早期斷裂失效和塌陷失效破壞,模具使用壽命顯著提高,降低了生產(chǎn)成本,提高了生產(chǎn)效率,技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。
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