注塑模具的分类与维护

2024-06-20

注塑模具的分类与维护（通用4篇）

注塑模具的分类与维护篇1

在我们的日常生活中, 几乎所有的用品, 都离不开使用模具来直接或间接的加工, 用以除去它的造型和色彩外, 人们更加关注的是其品质、外表是否光滑、是否便于清洁, 尤其是儿童用品更是要关注不能有毛糙的表面。而品质的好坏就在很大程度上取决于模具的使用和保养了。

就企业而言, 模具是其主要的生产工具, 它的寿命是决定企业效益的直接因素, 其与设计的结构、所使用的钢材, 成型的材质等都有密不可分的关系, 而保持其高效又持续的可使用性, 保养和维护凸显了非常重要的作用。科学恰当的保养和维护能成倍的延长使用寿命, 从而给企业带来成本的降低, 效益的增值;同时, 也会在合理的时间内满足客户的订单需求, 抢占市场先机。

在管理方面。①每一套模具的交付, 都要具备几个重要组成部分:合同、全套图纸、重要工艺参数文件 (模具外形尺寸、重量、模具型腔材料及热处理、型腔数 (排数) 、适用机型各、投产年份、使用模次、加工零件材料规格及成型参数 (注塑) 、闭合高度、步距 (冲压) ) 、易损件备件。

②接收模具后, 要对所有模具建档挂牌, 按照产品线分别编号并且每台模具都是唯一的, 每个模具档案中的首页应该是模具的各项成型参数, 配以照片 (突出型腔) , 就如同人的身份证, 对初次成型件要留出样件, 测量出关键尺寸。出现维修时, 将每次的维护及维修内容都要记录在档案内 (必要时配图) , 以降低今后的试车时间, 提高生产效率, 档案中还要有模具每次上机的工作次数。

③备品备件的管理, 所有模具零件要按照使用部位的不同, 分列出易损件和标准件, 将易损件随时观察保养, 必要时做出备件, 标准件如顶针和热浇道的加热板、热电偶等, 提前做出备件, 以防影响生产。

④模具保养规范作为模具保养合同附件, 在每年和供应商签署模具保养合同时要求强制执行。

在保养方面。这里要区分使用保养和静置保养, 不同模具保养方式不同、注意事项不同。

1 热塑, 热固, 压铸, 橡胶类模具的保养:

1.1 使用保养

①清洁:每班次使用前将模具的外表面的油污、铁屑等清理干净, 型腔内将保护液擦净;点检:逐一观察型腔内丹结构件有无划痕及破损, 将所有的导向装置 (导柱导套) 用不含硅并耐高温的润滑脂进行润滑处理。

②开机前检查冷却水道是否有异物, 是否有水路不通, 尤其是北方水质比较硬, 注塑前要用压缩空气将水道清理, 同时还要分析水路的连接是否能够匹配型腔结构, 原则上是要使冷却均匀。

③安装模具时要使用螺钉固定, 避免使用压板可能产生的位移, 检查模具浇口的圆弧半径是否有划痕, 与注塑机的喷头是否匹配, 是否有残留的异物。

④使用过程中, 要观察模具的所有导向的导柱, 导套是否有拉伤, 制件有无金属粉末, 如有说明顶杆有可能有拉伤或结构件损坏, 这时要采取紧急措施, 进行临时修复。注意制件上是否有尺寸的变化, 由此判断是否顶出簧力量不足, 尤其是有斜抽出时更特别观察弹簧或汽缸的动作位置是否有变化。

⑤模具成型完成取件时要同时注意将分型面上的塑料异物清理干净, 气道处保持清洁。随时观察成型件的温度变化, 如有局部异常要及时检查水道的连接合理性及是否水道畅通。

⑥点检:对所有的部件进行肉眼检查.任何裂缝或过度磨损的区域都应报告.尤其要注意高度磨损的区域, 例如浇口、顶杆、斜顶、滑块等活动部件, 必要时进行更换。

⑦生产换班是要做好交接记录。

1.2 静置保养

①模具完成作业后, 首先将冷却水路关闭, 吹净模具内的余水, 清理模具表面残留的异物, 然后均匀喷上防锈剂, 保留最后一个制件的原件, 测量出关键尺寸。准确填写相关记录 (如制件数量, 模具的异常情况, 热浇道的参数, 保养情况等) 。

②模具达到一定模次后, 每套模具都要执行预防性保养, 保养前详细阅读制件过程中的记录, 查看档案中的历史记录。观察最后一个制件的状况, 测量出制件尺寸并就此分析与图纸要求的变化, 制定维修方案。

③模具预防保养时特别要注意以下几点:

a.每副模具都要拆开并检查评估所有零件的磨损与质量状态。

b.大吨位模具注意吊装的平衡 (四角吊装) , 以防磕碰产生变形及维修人员的人身安全。

c.打开模具后要观察内腔是否有开裂、变形、磨损。

d.导柱和顶出杆是否有拉伤, 定动模是否有位移。

e.热浇道模具还要测量热电偶及加热棒 (板) 的参数是否有变化, 检查潜伏式浇口是否有塌角, 磨损和整体状态。

f.冷却水道的密封胶圈每次维修时必须更换, 同时还要清理水道中的水垢。

g.维修合模时要检查合模线是否有变形。

h.清洁并抛光模具型腔, 模具保养后整个型腔涂上防锈剂, 放在干燥的枕木上存放。

2 冲压模具的保养

2.1 使用保养

①每班 (8 h) 清洁并润滑导柱导套1次, 采用新技术的无需润滑的滚珠导套或陶瓷导套除外。

②检查模具冲压的料带和各工序冲压件有无过多毛刺, 通过冲压件外观检察模具磨损状态, 冲压件的成形图角裂纹及尺寸是否减小。

③剪切刃口和拉伸模的凹模应当定时上油和润滑。

2.2 静置保养

每副模具生产一定数量后根据模具的状态进行维护保存, 或者送到模具车间进行维护, 但在保存之前至少应采取下列措施:

①在每次生产结束时, 冲模的最后一条料带应当彻底检查, 检查毛刺和其他能反应冲模状态的迹象, 如果模具的状态被认为不足以再进行一次生产的话, 将被送到模具间进行刃磨, 如果模具的状态可以再进行一次生产的话, 可以进行清理并存保存。

②当模具被稳妥扎牢后方可将模具从压力机上拆下。

③模具应当彻底清除所有内部和外部的残余物并检查废料是否能够顺利从废料道中清理。

④如果装配有弹性压料装置。应定期检查弹性部件例如弹簧和橡胶。如果损坏或发生失效的话, 应立即更换, 以上的检查包括检查运动部件以及模具本身的机械部件。

⑤保存模具之前, 必须对模具进行全面清理, 导柱、导套应在保存前进行润滑。

⑥如果模具是级进模且装有初始挡料装置, 该装置在每次生产结束时应检查其有效性。

⑦如果模具装有安全检测装置, 应检查其有效性, 并在需要时进行修理。

⑧大量生产冲次后预防性保养。

预防保养注意事项如下:

①冲裁零件要检查冲头的磨损和弯曲情况, 检查凹模的磨损情况, 镶块是否有裂纹, 检查凸凹模的间隙情况, 是否有垫片。

②弯曲成形零件要检查凹凸模的磨损情况, 检查凸凹模的间隙情况, 是否有垫片。

③卸料零件要检查弹簧和气缸的失效情况, 检查卸料板的变形和损坏情况, 检查抬料块是否齐全和损坏。

④模板模座零件要检查上下模座的变形情况.检查凹凸模固定板的变形情况, 是否有裂纹.检查凹凸模垫板是否有凹坑和裂纹。

⑤紧固件要检查固定螺钉是否松动, 断裂和滑牙, 固定销钉是否拉毛。

⑥导向件要检查内外导柱导套的磨损情况、导正钉、导料板、导料柱是否齐全和损坏并要给导柱导套加润滑油。

⑦安全保护零件要检查误送检测装置是否失效。

⑧模具清洁:清洁各个模板和零件并对模具外部进行防锈处理。

综上所述, 模具的保养在模具寿命上起到了举足轻重的作用, 也是企业优化生产结构, 降低供应链物流成本的关键因素是提高生活品质的重要保障。

摘要：就热固、热塑型模具以及冲压模具的管理, 使用过程中的注意事项, 保养方法等进行了详尽的阐述。

关键词：专业管理,预防维护,日常点检

参考文献

[1]李小海.模具设计与制造[M].电子工业出版社.

[2]金涤尘, 宋放之.现代模具制造技术[M].

模具材料的分类及其应用篇2

模具材料种类繁多,按工作条件和材料使用范围,可分为冷作模具用材料,热作模具用材料,塑料模具材料。

1 冷作模具钢

冷作模具钢主要用于制造冲压、剪切、辊压、冷镦、冷挤压等模具。按化学成分含量分为碳素工具钢、低合金工具钢、高合金工具钢、高速钢、钢结硬质合金。按工艺性能、承载能力、应用场合又可分为:低淬透性冷作模具钢、低变形冷作模具钢、高耐磨微变形冷作模具钢、高强度高耐磨冷作模具钢、抗冲击冷作模具钢等。

1.1 低淬透性冷作模具钢

这类钢有T 7 A,T 8 A,T 1 2 A,8 M n S i,Cr2,9Cr2,Cr06,Cr W5,GCr15等。使用最多的是碳素工具钢和GCr15钢。碳素工具钢价格便宜,来源方便,经热处理后有较高的硬度和一定的耐磨性。具有锻造工艺性能较好,易退火软化,便于机械加工。适宜于制作尺寸较小,形状简单,受载较轻,生产批量不大的冷作模具。

1.2 低变形冷作模具钢

这类钢有C r W M n,9 M n 2 V,9 C r W M n,9Mn2,Mn Cr WV,Si Mn Mo.Cr WMn等。低变形冷作模具钢是在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素Cr,W,Mn,Si,V而发展起来的一种低合金钢。这类钢的韧性,耐磨性,热硬性,热处理工艺性能都比碳素工具钢好,使用寿命也较长。其中最常用的Cr WMn适用于制作制件要求变形小,形状复杂的轻载冲裁模,轻载拉伸,弯曲,翻边模等。

1.3 高耐磨微变形冷作模具钢

适合于形状复杂的重载冷作模具。Cr12,Cr12Mo V,Cr12Mo1V1和Cr4W2Mo V最为常用。这类钢经热处理后,组织中含有大量弥散分布的高硬度的铬碳化合物颗粒,使钢具有高硬度、高耐磨性、高抗压强度、高承载能力。目前Cr12是应用最广的冷作模具钢。

1.4 高强度高耐磨冷作模具钢

这类刚的主要性能特点是具有高强度,高抗压性,高耐磨性,同时具有很高的回火稳定性和热硬性。W18Cr4V适用于小截面重载冲孔、冲头、冷挤压模、冷镦模等。W6Mo5Cr4V2属于钨、钼高速钢。韧性、热塑性、耐磨性均优于W18Cr4V,可应用于压印模、精密冲裁模等。

1.5 抗冲击冷作模具钢

这类钢包括有低合金工具钢4Cr W2Si,5Cr W2Si,6Cr W2Si,9Si Cr,弹簧钢60Si2Mn,以及高韧性热作模具钢5Cr Mn Mo,5Cr Ni Mo,5Si Mn Mo V为典型代表。适合于制造高冲击载荷的模具,如冲裁复合切边模、小型冷挤压模等。

2 热作模具用钢

热作模具钢用于制造锻压、压铸、热挤压、热镦锻等模具。我国通用的热作模具钢原来主要是5Cr Ni Mo、5Cr Mn Mo、3Cr W8V三个牌号。具体可又细分为以下几类。

2.1 锻压模块具钢

锤锻用模具钢一般为中碳钢,含碳量为0.3%~0.6%,同时加入一定量的合金元素铬、镍、硅、锰等元素,以提高钢的淬透性、强度和韧性。典型代表有:传统钢种5Cr Mn Mo、5Cr Ni Mo等钢;近年来研究的新钢种4 C r M n S i M o V、5 C r 2 N i M o V、45Cr2Ni Mo VSi、3Cr2Mo WVNi以及从国外进口的锻模钢55Cr Ni Mo V6等。

2.2 热挤压模用钢

常用热挤压模用钢主要有铬系模具钢、钨系模具钢,以及铬钨系、铬钨钼系热作模具钢,其具有高耐磨、高耐热性等特点。

2.3 压铸模用钢

4Cr5Mo2Mn VSi、4Cr3Mo2Mn VNb B钢是压铸模的常用钢,其冷热疲劳抗力,抗冲蚀能力,冲击韧度,断裂韧性都较高。

3 塑料模具用钢

塑料模具钢应具有材料组织均匀致密,优良的切削加工性能、良好的热导性、较高的耐腐蚀性和耐热性等特点。塑料模具钢目前应用较多的是时效硬化型塑料模具钢、耐腐蚀性塑料模具钢和预硬型塑料模具钢。

3.1 时效硬化型塑料模具钢

此种刚一般含碳量较低,合金度较高,生产中多采用真空冶炼和电渣重熔工艺。在钢中加入Ni、Al、Ti、Cu、Mo等元素,模具坯料先经固溶后,在低硬度下进行加工,适宜于制造形状复杂、精度高、超镜面、大型塑料模具。

3.2 耐腐蚀塑料模具钢

有些塑料制品如聚氯乙烯、氟化塑料、阻燃塑料等压制过程中对模具具有腐蚀作用,一般采用马氏体不锈钢和沉淀硬化型不锈钢。典型代表有国际标准I S O中的1 1 0 c m 1 7,瑞典的A S S A B公司的S T A V A X(4Cr13)等。

3.3 预硬化型塑料模具钢

P20(即3Cr2Mo)是国外使用最广泛的预硬塑料模具钢。该类钢应用较广,以预硬化处理后的钢块供货,硬度达23~48HR,加工型腔后不再处理,无变形,可缩短模具制造周期。

4 结语

随国民经济发展,模具需求量急剧增加,如何按据制品要求及模具的特定性能,合理选择模具用钢是极为重要的一项工作。

注塑模具的分类与维护篇3

就监测显示板来说,主要包括七类故障的检测和处理电路。

1.1复位电路主要是对锁存的故障作指示复位。故障检测电路不论指示灯是否复位,只要故障出现就产生相应的控制信号,故障一清除,发射机即可开机,一般情况下都是人工复位后才会变成绿色(正常),但是联锁出现故障时,红灯亮,联锁故障清除后,不用按复位按钮,红灯立即消失,绿灯亮。

1.2高压电源缺相故障,电缆联锁故障、风机故障、高压电源过压故障,输出监测板±5V电源故障等,这一系列故障都会关闭发射机,只有清除故障后,用手动开机,按“复位”钮才能将故障指示复位。刚开机时,冷却气流不稳定,风接点接触不良,功放板的温度也未进入稳态,所以容易出现误报警,这时不应进行冷切故障检查,应该关闭冷却故障显示器,再作进一步的检查。由于用固态元件组成发射机的电控电路,虽然灵敏、动作快,但是如不采取措施,也会引发误报警甚至关机,所以电路中往往采用不同的电路,防止误动作,其中充放电延时电路就是一种经常采用的方式。

1.3发射机在播音过程中,接通多功放个数随音频信号多变化而变化,主整电话源电流也随音频信号的变化而变化,出现主整电源的过负荷是难免的,这是外因引起机器不工作而不是机器出现故障,那么处理此类故障时,先关高压一段时间,再上高压,这时有两种可能,不再过荷,继续工作,再次过荷,说明过荷原因不只偶然因素,应立即停机,分析是射频过激,射频欠激,主整电源电流过载,正常的射频驱动电平是20～22 V,若小于18 V为欠激,大于25 V为过激。

1.4发射机的输出网络天馈系统出现故障或失配时,将造成发射机射频功率的较大反射,若元件出现瞬间拉孤打火或雷电引起放电球瞬间放电等现象,这是由于连续的驻波比过高,产生瞬间的驻波比故障,这时发射机功放关闭20毫秒,连续发生电压驻波比故障,输出功率将降低,故障灯都亮,随着发射功率的降低,失配引起的反射功率也成比例降低,当反射功率降到不再越限时,机器就处在该功率状态维持播出,当输出网络元件变值,馈管出现积水、受损,调配网络元件变值,这就造成反射功率过大。将引起反射功率越限,这时的处理方式是将暂时关断发射机的功放,然后重新开功放,如果反射依然过大,关闭所有的功放模块,那么入射、反射均消失,发射机自动重开功放,这类故障主要是驻波比越限,在值机过程中,这类故障经常出现,当每次开机电源接通时,驻波比越限故障处理逻辑电路的功能将被自动检查一次。

1.5对于模拟输入板、A/D转换板上的供电、射频等级等故障,输出功放关断信号,并送到调制编码板使所有的数据锁存器呈零,关断全部功放模块,比如直流稳压板或输出监测板的电源有故障时,这就有可能使所有功放单元都处于工作状态,而输出监测板的电源出现故障,这就会使机器失去驻波比越限保护,我们的处理方式是关机,然后检查原因。

1.6由失真增大,造成播出质量下降的故障,这是指射频包络畸变,功放模块的损坏,模块的供电失常,输出网络的调配不适当,或者当高调制信号进入窄频带天线系统,这些都会造成射频包络畸变。所以包络错误故障只给出指示来提醒值机人员,那么就应对功放单元上的发光二极管指示进行检查,例如,功放单元上的二极管指示灯为红色,可用长跳线暂时替代其工作,以待停机时维修,发射机在工作中,由于某种原因造成风机速度转速过低或功放温度过高时,通过监测显示板和控制器产生关机命令,从而保护发射机功放模的安全。

天馈线系统的作用是将发射机输出的射频功率信号高效、低耗地发向空中,传向四面八方,通常情况下,天线馈线的维护质量、地网导电性能以及机房可靠地接地系统尤为重要,接地的优良与否直接影响广播发射机的技术指标,这关系到发射机是否能够稳定,可靠有效地进行安全播出。这就要对地网与线及早的修复和经常维护。再者,一定要确保射频输出馈线与发射机输出口的连接牢固可靠。用多线制馈线,要定期收紧导线,并保证外导体良好接地,用同轴电缆,经常检查电线连接头是否接触良好。此外,应有良好的防雷措施,如在电源进线系统低压配电盘外,安装一套真空的放电装置,压敏电阻避雷器,这对电源架空线遇雷击起到可靠保护作用,对接地要求很讲究,地阻越小,雷击地电压越小,为了降低地电位差必须只有一个接点,机房必须集中接地。在处理机房内三套接地系统时,保安地线要由发射机壳直接接入大地,电源零线要用专线(三相四线制供电中的零线),把供电电力变压器和发射机零线连接起来,此时,电力变压器要有良好的屏蔽接地。

电源供电设备的维护也至关重要,因为高压配电设备是将供电网输送来的万伏以上的高压转换为所需要的三相380伏的交流电源电压,为全固态中波广播发射机房提供安全可靠的动力能源。调压器在电网供电电压不稳定的地区,对稳定电压的作用尤为重要,这是全固态中波广播发射机房的所有设备能否正常工作的必要条件,这也是每周例行检修经常检查、维护的地方,如换空气开关、电源接地点是否良好、接点是否脱焊等。另外,使用电源线的导线截面积一定要有足够的冗余量,否则将造成电源线路电压降过大,从而影响播出质量,所以重视电源配电设备的维护保养,是保证全固态中波广播发射台安全正常运行所必须的。

设备出现发热情况,这与多种原因有关,其中包括电源,功放模块,散热冷却装置以及外界因素等,在检查时不能忽略隐蔽的故障点,并对机器设备进行严谨的检查,不能有所遗漏。

由于全固态中波广播发射机功放小盒采用强制风冷方式,向机送风,这就不可避免地把灰尘吹进机器内,当功放板上的灰尘太多的时候,散热效果不好,即使风压正常也可能烧坏功放板,所以要定期对功放板进行除尘,经常检查发射机输出网络线圈抽头接解卡子,这个部位容易发热,所以要定期除垢。接收信号天线也要定期查看和维护,因为它的好坏直接影响信号源,也就影响安全播出。

总之,通过对发射机运行故障处理、检修、维护进行分析,全固态中波广播发射机作为广播信号传输过程中的一个重要设备,确保其正常运作是一项重要工作,发射机的使用和维护需要我们不断改进,完善和创新,进而提高广播的接受质量。

参考文献

[1]刘洪才,李天德,李栋,等.广播发射与卫星传输理论基础[M].北京:中国广播电视出版社,2002.

[2]陈晓卫.全固态中波广播发射机使用与维护[M].北京:中国广播电视出版社,2002.

注塑模具的分类与维护篇4

由于铸造材料具有可铸尺寸大、可铸形状复杂、加工过程中只需在加工表面预留必要的加工余量等优势;为了减轻模具质量、降低模具材料成本及加工成本,缩短模具设计制造周期、减少模具后期维护费用,在冷冲压模具中大量采用铸造材料,而合理选材对模具成本、制造周期、模具寿命等均具有重要的意义。

随着模具制造业、国内铸造业的发展及国际合作的加强,国内冷冲压模具铸造材料种类逐步增多、应用日益广泛,已形成灰口铸铁、球墨铸铁、合金铸铁、铸钢、合金铸钢等系列产品,其中高强度合金铸铁EN-JS2070(旧称为GGG70L)抗拉强度与铸钢媲美,广泛应用于外覆盖件拉延模具、翻边凸模或深拉延模具。近年来通过国际合作,合金铸钢由仅7Cr Si Mn Mo V应用成熟,发展到应用1.7140、1.2320、1.2769S、1.2333、1.2382等或与其等价牌号的多种铸造模具钢材料,并推广到全行业, 改变了Cr12Mo V锻材大量应用的局面。国内模具行业虽有多种铸造模具钢应用,但大多为出口项目或国外设计项目,只有个别企业将这些材料用于国内项目,由于与先进国家在铸件质量、供货状态、工作面表面硬化方式等都有所不同,急需制定符合我国国情的铸造材料的选材原则。本文中铸造材料的选材原则适用于年产量不少于5 000件的模具。

2模具铸铁材料的分类及应用

与钢相比,铸铁力学性能尤其是抗拉强度与塑性、韧性均较低,但生产工艺和设备简单、成本低,并且铸铁具有优良的减震性、耐磨性、抗腐蚀性、铸造性能与切削加工性,因此铸铁材料大量应用于冷冲压模具结构件中。目前使用的铸铁材料主要分为普通铸铁和合金铸铁两大类。

2.1普通铸铁材料的性能及应用

灰口铸铁中的石墨为片状,铸造性、耐磨性、减震性优于其它铸铁,虽然力学性能较低但能满足一定的使用要求,因此适用于模具中起固定、支撑作用的零件。

球墨铸铁的石墨呈球状,比普通灰口铸铁有更高的强度、较好的韧性和塑性,适用于模具中起定位、运动作用的重要结构件。

2.2合金铸铁材料的性能特点

合金铸铁组织中的石墨有自润滑性能,可减少成型过程中的摩擦,通过表面淬火的方式提高易磨损区域的硬度,满足成型部分高硬度、高耐磨的要求,加工性能较好,因此广泛应用于拉延模具、翻边整形模具等工作件中。合金铸铁种类主要包括Mo Cr、EN-JS2070、EN-JS1060、EN-JS1070等。

国际上拉延模具尽量采用合金铸铁材料表面淬火,必要时型面采取离子氮化或镀硬铬等涂层技术减少摩擦,避免拉毛,提高模具寿命。

将常用铸铁材料进行分类,结合各国设计习惯制定材料用途,如表1所示。

表1说明如下。

a.若客户不指定模具材料,则国内模具设计首选带☆标记的材料。

b.表1中抗拉强度为单铸试样数值,由于铸件壁厚不同,铸件本体或附铸试样抗拉强度可能会略低于表1中数值。

c.国内EN-JS1060、EN-JS1070铸件订货时需明确是否需要有淬火功能,不同要求价格不同。

d.铸铁比铸钢铸造工艺性好,国外转轴材料采用合金铸钢1.2320,国内为避免因铸造缺陷而报废,转轴材料可采用合金铸铁EN-JS2070。

e.丰田原设计采用FCD540M表面淬火时,因国内厂家不接受FCD540M订货,则用FCD540+局部TM2000焊接代替。

2.3典型结构铸铁材料应用

典型结构铸铁材料应用如图1~图3所示。

3模具铸钢材料的分类及应用

3.1根据模具铸钢材料特性进行合理选材

a.材料成分与特性息息相关,C含量增加,硬度及耐磨性提高、韧性降低;Ni、Mn含量增加,淬透性提高、韧性提高;Cr、Mo、V、W等元素含量增加,硬度、耐磨性提高、淬透性提高、韧性降低。实际生产中铸件成分需满足要求,常用铸钢的化学成分见表2。

b.根据合金铸钢性能进行合理选材,常用合金铸钢焊接性能按从强到弱排列为1.2769S>1.7140>1.2320>1.2333>GP4M>1.2370>1.2382;淬硬性能按从强到弱排列为1.2382>GP4M>1.2370>1.2333>1.2320>1.2769S>1.7140。模具具有需要经常修改及维护的特性,焊接性能是模具材料的重要指标,后开发的GP4M材料淬硬性虽不如1.2382,但焊接性能和韧性均比1.2382优越,通过适当调整高温回火温度可实现工件高硬度,因此一般情况下可用GP4M代替1.2382,GP4M可做PVD、CVD涂层和氮化,但不能做TD处理,1.2382可做TD处理,因此厂家要求TD处理时材料用1.2382或相应锻件,不能采用GP4M。GP4M焊接性能及淬硬性能均优于1.2370,因此1.2370已不再使用。

c.将常用铸钢材料进行分类,根据各自性能及各国设计习惯制定用途,见表3。

表3说明如下。

a.若客户不指定模具材料,则国内模具设计首选带☆标记的材料。

b.表3中1.2370现在已经不再使用。

c.1.2382为高碳高铬钢,铸造难度大,用量较小,焊接性能较差,大众、福特等标准中常用GP4M代替1.2382,但GP4M尚未在国内推广使用。

d.1.2320用于转轴时,尽量保证壁厚均匀避免铸造缺陷。

e.合金铸钢1.7140、1.2769S、1.2320、1.2333等采用表面淬火方式的铸件,欧标、美标中铸件供货状态大多需要调质到850~950 MPa或900~1050 MPa, 以提高基体强度,但国内厂家没有采用,项目有特殊要求时,将委托专业热处理厂家对铸件进行调质,再进行机械加工,调质前检查裂纹,可用目视及显影剂检查。为便于检测零件的抗拉强度,国外企业通常按强度与硬度对照表ISO 18265,将抗拉强度换算为硬度进行测量,800~950 MPa大约相当于HRC24.2~31,900~1 050 MPa相当于HRC28.7~ 34.9。

4模具工作件及结构件的材料要求

4.1模具选材划分

根据模具零件的功能将模具选材划分为工作件选材及结构件选材。

工作件是指在模具上直接完成冲压件成型、冲切等工作内容的零件,如凸模、凹模等;结构件是指模具上起支撑、固定、定位、运动等工作内容的零件,如底板、垫板、滑块、盖板、固定板、连接板等。压料板如果直接参与工作,如拉延压料圈、起整形作用的压料板,属于工作件;若只压料、顶料, 则属于结构件。

模具工作件及结构件材料不同,模具工作件采用合金铸造材料,其中拉延类模具及翻边凸模、起整形作用的压料板等大多采用合金铸铁,其余工作件材料采用合金铸钢。

模具结构件中的底板、垫板、滑块、盖板等主要采用铸铁材料,只有结构薄弱或板料过厚铸铁无法满足要求时,采用铸钢材料。

4.2模具工作件材料的性能要求

冷冲压模具在工艺过程中要承受很大的压力、弯曲力、冲击力及摩擦力,模具也要求具有较高的尺寸精度。在汽车冷冲压模具的成形和冲切工艺中,主要失效机理为磨损、塑性变形、开裂及崩刃等。根据模具的工作条件,模具工作件材料应具有以下性能。

a.高硬度。模具的硬度必须高于板料的硬度, 才能避免冲压过程中引起模具变形。

b.高耐磨性。可保持模具的尺寸精度,提高模具使用寿命,尽量避免由于维护导致停机。

c.足够的强度和韧性。可保证模具在工作过程中不会因冲击负荷、弯曲负荷等被破坏,防止材料的早期开裂和崩刃。

d.良好的淬硬性。容易获得高硬度、耐磨性能。