保證鍛壓制鋼鍛過程中的模具壽命,可從模具設計、材料選擇、制造工藝、使用與維護等方面入手,具體如下:
模具設計
合理的結構設計:避免過小的圓角半徑,在型槽深處等位置設置合適的凹圓角半徑,以減少應力集中。合理布置孔、槽位置,防止因位置不當
在熱處理和使用中產生過大應力。對于大噸位鍛錘用的鍛模,型槽壁厚推薦
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,模塊高度與型槽深度比在 2.5-7 范圍內。
考慮金屬流動:設計毛邊槽橋部尺寸時,在保證阻力的前提下,高度不宜過小,避免多余金屬流動阻力過大脹裂橋部。布排型槽時,注意纖維
方向不能與打擊方向平行,防止模塊沿纖維方向劈裂。
材料選擇
優質模具鋼:根據鍛壓工藝和要求,選擇合適的模具鋼材料,如熱鍛模常用 H13 鋼。對于大型熱鍛模具鋼,采用真空精煉或電渣重熔;等溫模
鍛用的鍛件模具材料,采用真空感應熔煉或真空感應加真空自耗來減少冶金缺陷。
考慮性能匹配:根據被加工材料的特性、鍛壓溫度等因素,選擇強度、韌性、耐磨性、耐熱性等性能匹配的模具材料。如在高速熱鍛中受力較
小的凹??蓱糜操|合金。
制造工藝
鍛造:對 H13 鋼等合金元素含量高的材料,直徑大于 ?70mm 的坯料應先在 800-900℃預熱,再加熱至始鍛溫度 1065-1175℃,鍛造時多次
拔長鐓粗,總鍛比大于 4。
切削加工:保證模具型腔表面有較低的表面粗糙度,避免刀痕、劃傷和毛刺,復雜部位圓角半徑過渡處要處理好。
熱處理:制定合理的熱處理工藝,如 H13 鋼可采用 1020-1080℃加熱后油冷淬火或分級淬火,然后 560-600℃兩次回火。模具服役一定時間
后,積累的內應力達到危險限度時,要進行去應力回火。
使用與維護
模具預熱:如 H13 鋼模具預熱溫度一般為 250-300℃,降低模具與鍛件的溫差,避免熱應力過大。
冷卻與潤滑:工作間歇對模具進行合理冷卻,使用結束后緩慢冷卻。可采用合適的潤滑劑,如 H13 鋼模具可用石墨含量為 12%的水基石墨,
降低成形力,幫助鍛件脫模并散熱。
定期檢查與維護:定期檢查模具的磨損、裂紋等情況,及時修復或更換磨損嚴重的部件。對模具表面進行清理,去除氧化皮、油污等雜質,防
止其影響模具性能。
表面處理
涂層處理:采用 PVD 涂層,如 TiN、TiCN、TiAlN、CrN 等,可提高模具的硬度、耐磨性和耐腐蝕性。
化學熱處理:進行滲氮、硫氮共滲等處理,提高模具表面的潤滑性能與耐磨性能。也可對模具進行滲硼、滲鋁、鍍鉻等處理,提高模具的耐磨
性、抗黏結能力和抗燒蝕裂紋能力。
生產過程控制
控制鍛壓參數:根據模具和鍛件的材料、形狀、尺寸等,合理調整鍛壓速度、壓力和次數等參數,避免過大的沖擊力或壓力損壞模具。
清理氧化皮:在鍛造過程中,及時去除坯料表面的氧化皮,可采用吹除、液壓去除、刮除或預成形破碎等方法,減少氧化皮對模具的磨損。