|
高强度钢板拉延模具型腔结构主要有两种。一是单块大铸件式,二是多镶块式。
单块大铸件式通常是一次铸出整个型腔。软钢板拉延模具型腔材料用铸铁就可以, 花钱少,强度也够用。高强度钢板拉延模具型腔材料还得用铸钢,强度高,容易焊修。
多镶块式是当前的主流和标准做法。镶块材料可以选用各种高合金的工模具钢,表面处理可以选用各种PVD和CVD。这些镶块分别加工以后,再镶进一块镶块套里,镶块套自己就是一个经过加工的大铸钢件。
与单块大铸件式整体型腔相比,多镶块式模具型腔结构的缺点主要是制造成本高,时间长,生产维修复杂。
究竟选哪种模具型腔结构,应该在充分了解模具磨损机理的基础上,具体问题具体分析。
模具磨损机理是什么?
我们知道冲压模具对金属板材无非就是做两件事情,一是靠刃口干活的切断,二是靠表面干活的改变形状。
改变形状包括一切不分离板材,仅仅改变板材形状的操作,比如拉延,弯曲,涨形。
像拉延模这样用来改变冲压件形状的模具,磨损形式主要包括工作表面擦伤,拉毛(galling)和磨损。如果拉延过程产生的皱纹必须在合模时压平,而担此重任的那块模具表面恰巧硬度不够,天长日久模具自己就会变形,压出一些沟来。一般的汽车拉延模的设计预期寿命是几十万到一二百万件,如果车卖得好,模具的状态好,就会一直使下去。因为不停地使用, 模具磨损是早晚的事。
拉毛肉瘤产生的地点选择, 可以用"苍蝇不叮无缝的蛋"来形容。光学和电子显微镜观察显示,模具表面有大量的微观缺欠。模具和板材冲压成形时会产生大量的微粉末, 它们最喜欢在微观缺陷里安营扎寨,然后招兵买马,把更多的同类招过来,渐渐长大成一个积瘤。积瘤长大到一定程度,就会掉下来。然后再从小接着长,循环无穷。
幸运的是汽车用的高强度钢板,90%以上是镀锌板。裸板仅用于车身的上部结构。镀锌的初心是为了防腐,本来跟冲压无关。如果被冲压的高强度钢板表面,没有镀锌,则模具必须进行表面处理,避免赤裸裸的钢对钢(steel-on-steel)的接触和滑动。如果不幸让高强度钢裸板和模具"坦诚相见", 几件冲下来,模具表面就完蛋了。
我们这几年在选择模具型腔结构时,开始打镀锌层的主意。理论上讲,镀锌层本身可以作为良好的固体润滑隔离材料,消除钢对钢接触和滑动的可能性。按照这个思路,我们试验了几付单块大铸件式型腔结构的高强度镀锌钢板拉延模具,最近,我查看了它们的表面状态,发现使用了四五十万件以后, 模具表面状态光滑完好无划伤,可以继续用下去。
单块大铸件式模具表面处理方法,推荐使用感应淬火加渗氮处理。渗氮让表面处处都有0.3 毫米的硬化层,掩盖了感应淬火手工操作的硬度不一致问题。渗氮表面,越用越光滑,厂里比较满意。
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-8-17 08:27
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社