冲压成形模具的表面处理问题

国际金属加工网 2021年11月09日

冲压模具对金属板材基本上就是做两种事情,一种事情是切断,包括一切把板材分离开的动作,比如落料,冲孔,修边。另一种事情是变形,即改变板材的形状,包括一切不分离板材,仅仅改变形状的冲压动作,比如拉延,弯曲,涨形。

冲压成形模具的表面处理很重要,因为冲压件只跟模具的表面打交道。理想的金属板材成形模具的表面,必须是:

1。光, 即比较高的光洁度,(几微米,关键的地方小于1微米)

2。滑, 即比较低的摩擦系数, (最好小于0。1)

3。坚,即有较深的,硬度比较高的近表面层, (距表面至少1mm内,硬度不能太低)

4。硬,即模具的表面要有很高的表面硬度, (大于HRC55)

如果模具表面比较光滑,比如镀硬铬以后,模具和板材在冲压成形时相互摩擦,比较不容易产生的大量的微粉末。产生的微粉末, 也比较不容易滞留在模具表面上,有利于保持干净的模具表面状态。

如果模具表面硬度不够,工人费时费力好不容易抛光的高光洁度模具表面,保持不下去,投入生产使用不久,就容易发生表面擦伤和拉毛的问题。

如果模具表面硬度比较高,即使初始抛光后光洁度较差的的模具表面,也会越使越光。

如果近模具表面层的硬度过低,再用PVD或者CVD做真空镀陶瓷膜,那是最坑爹的,就会出现"鸡蛋壳效应"。像煮熟的鸡蛋一样,壳很硬,里面很软,冲几下子陶瓷膜就碎裂的一塌糊涂。

较好的模具材料,比如工具钢,电渣重熔钢或者粉末冶金钢,比那些低质量的铸铁之类,表面质量更好,表面 微观缺欠,微裂缝等要少得多,比较不容易出现积瘤。表面微观缺欠,是微粉末的最爱, 它们可以在那里安营扎寨,发展壮大。

如果被冲压的高强度钢板表面,没有镀锌,则模具表面必须进行处理,比如作氮化或者陶瓷镀膜处理。赤裸裸的模具钢,遇到赤裸裸的没有镀锌的高强度钢板,在高接触压力下冲压,发生相对滑动,极易产生冷焊积瘤。千万不能如它们"坦诚相见"。

成形接触压力的大小,取决于板材的厚度,强度,和模具的园角半径。

模具的磨损量,取决于接触压力,模具表面硬度,摩擦系数,冲压时的相对滑动距离和冲压生产零件总数。

模具的磨损程度是非常不均匀的,有些地方磨的特别厉害, 跟我们身上衣服的磨损不均匀一个道理。现在的有限元软件可以通过计算磨擦功来预测模具各处的磨损程度。聪明的模具工程师在检查计算时,可以识别出来那里是发生很大磨损的地方,然后就千方百计地避免不必有的磨损。

(模具人杂志)

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