提高热挤压模具寿命的有效途径

吴丽丽 杨 妍 陈强民 井振海 时立国

(1.葫芦岛市特种设备监督检验所，辽宁 葫芦岛 1 2 5 0 0 1;2.葫芦岛锦华精密锻造有限公司，辽宁 葫芦岛 1 2 5 1 2 5)

1 概述

现代化工业生产中，随着科学技术的不断发展，模具这种重要的工艺装备，它具有优质、高产、低消耗和低成本的特点。在国民经济各个部门中越来越多地得到广泛的应用，其中机电产品中约60%~70%，电子产品约占80%，轻工业产品约占85%。然而其中使用热挤压模具的比例又占有相当的比例，并有越来越大的趋势。随着工业产品品种和数量的不断增加和生活的需要，人们对模具的制造周期、质量的优劣，寿命的长短特别关注。研究和探讨如何提高热挤压模具使用寿命，延长服役时间，促进采用模具新技术、提高经济效益，正是本文的目的。

2 影响热挤压模具使用寿命的主要因素

工厂调查表明，模具失效的因素中，模具材料及热处理为主要因素，详见表1，其比例为70%，这样模具材料及热处理的优劣，在整个模具

表1 模具失效因素

制造业中显得更加重要。

模具材料的性能、材质的优劣、热处理的选用及其工艺是否合理，使用模具是否合理等因素，对模具制造精度，合格率成本、服役时间的承载能力，寿命的长短均有密切关系。

热挤压模具的工作条件相当恶劣。即承受压缩应力、弯曲应力脱模时也承受一定的拉应力。另外还要受到冲击负荷的作用。模具与炽热金属接触时间较长。工作温度高达600~800℃。热挤压模的失效形式主要是模膛过量塑性变形，开裂，热疲劳和热磨损。因此这类模具特别要求具有高的热稳定性、较高的高温强度和足够的韧性，良好的耐热疲劳性和高的耐磨性的材料及适当的处理方法。

3 合理选用模具材料及其热处理

热挤压模具材料热处理对模具的使用寿命的长短显得特别重要。选用模具材料时应考虑：满足其工作条件要求，满足工艺性能的要求，即可锻性，加工性，淬硬性，退火性等。在满足使用性能的条件下，尽可能降低生产成本，选用价格低廉，市场供应充足易于购买的材料。我厂主要选用3Cr2W8V和4Cr5MoV1Si其热处理硬度为48~52HRC，尽量采用真空热处理。

为满足模具的工作条件要求，延长使用寿命便于维修特采用表面强化处理技术，我厂模具主要是采用渗碳和渗氮共渗，中高碳的低合金模具钢和高合金钢均可进行。这样可显著提高模具其热疲劳性能。

4 合理设计模具结构，提高模具加工精度

模具设计是影响模具寿命的重要因素。合理的模具结构，能使模具在工作时受力均匀，应力集中小：

（1）整体模具不可避免的存在凹的圆角，当圆角半径小于2㎜或深窄模膛的凹圆角，或凹圆角加工留有刀痕时，都易造成应力集中，并由此引起开裂。

如图1的结构易在k处产生裂纹

改成图2结构后避免了裂纹的产生提高摸具的寿命。

（2）在毛坯公差范围内为了减小毛坯顶出力减少毛坯存留模腔的时间，模具适当加斜度，如钟形壳产品头部同一直径尺寸上端比下端尺寸大0.1㎜左右。杆部同一直径处上端直径比下端大0.4㎜左右。这样减小出模顶出力，减小凹模腔型表面拉伤。决不允许有反向斜度，即倒梢，否则就会降低毛坯质量减少模具使用寿命，甚至造成闷料，造成模具损坏。

（3）模具的导向装置也很重要的，它可以保证模具在工作中模具零件的相对位置精度，避免模具不均匀的磨损，可靠的导向结构对避免凸模与凹模互相啃伤及为有利，对小间隙的模具显得特别重要。否则易产生偏载啃模造成模具早期失效。

（4）采用合理的凸、凹模间隙，不但有效提高产品质量，对模具的寿命也有一定的影响。间隙过小会产生啃模，间隙过大，不但影响产品同轴度，还会由于偏载使凸模弯曲，影响凸模寿命。

（5）模具的加工精度，决定于模具制造过程的最后的一道抛光工序。抛光的好坏不仅直接影响模具的使用寿命，而且对成品的表面光洁、尺寸精度都有影响。

（6）合理装配，调试和管理

一套好的模具，除了保证模具零件的加工外，还必须做好装配工作。如果装配时调整不好，会造成凸模间隙不均匀，加剧模具磨损，同时挤压出不良产品。

模具在装配前应根据工装总图的要求，确定合理的装配顺序和装配方法。凹模预紧套子应压紧，装配完成后，试车再调整，直至合适为止。凹模在工作一段时间后，最好采用超前维修，进行腔内抛光，以避免挂蜡，拉沟等现象的出现，以提高模具寿命。

结语

综上所述，通过对影响热挤压模具寿命因素的分析，正确选择模具材料及其热处理，合理设计锻模结构，提高模具精度，对模具合理装配、调试、管理、维护均可以提高热挤压模具的寿命，降低锻件生产成本。

此外，良好的润滑和冷却也是提高模具寿命的方案之一。

[1]模具实用技术丛书编委会编[M].北京：模具材料与使用寿命.

[2]夏巨谌,丁永祥,胡国安.闭式模锻[M].北京:机械工业出版社.1993.