提高冲压模具使用寿命的方法探讨

马文涛

摘 要：冲压模具是目前制造业当中应用广泛的一种制造方法，但是我国目前的冲压模具生产水平并不理想，和西方发达国家之间还存在着一段差距，特别是在冲压模具的使用寿命上比较短，使用寿命短会直接影响产品的使用，同时会直接影响我国制造业的发展，因而如何有效提升冲压模具的使用寿命就非常重要，本文主要对冲压模具的使用寿命提升方法进行了分析探讨，以期能够对冲压模具发展起一定的作用。

关键词：冲压模具 寿命 方法措施

中图分类号：TG385.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）04（b）-0097-02

当前，我国制造业中冲压模具的使用非常频繁，尤其是在汽车制造业当中冲压模具是汽车制造的关键。冲压模具使用寿命的提升是非常综合性的问题，需要从多个方面对冲压模具使用寿命的影响因素进行分析，采取针对性的措施来不断提升模具的使用寿命。

1 冲压模具磨损情况

磨损失效是目前比较常见的冲压模具失效形式，在模具在冲压过程中产生的磨损造成的失效，一般来说在冲压过程中可能产生的磨损包括刃口钝化、表面出现沟痕、棱角变圆等，而出现磨损失效的原因主要可以从以下几点上来分析，一是由于硬度不足导致模具在冲压过程中和物料发生接触，他们之间因为冲压力产生摩擦，导致冲压模具拉伤失效；二是模具对物料进行冲压的时候，物料会因为压力有些碎屑掉落下来，而碎屑又在物料和模具之间就会产生摩擦，从而加剧模具的磨损程度，导致模具出现失效的问题；三是由于光洁度不足模具在冲压的过程中表面沾上坯料金属，这些金属灰对物料产生一定的作用，导致物料尺寸发生变化，从而导致产品拉伤失效的出现。

2 冲压模具使用寿命的影响因素

在当前阶段，要解决冲压模具的使用寿命问题，首先应该对热处理工艺和选材、结构设计问题进行解决，这样才有可能不断提升冲压模具的使用寿命，具体来说对冲压模具使用寿命产生因素具体包括以下几点：

2.1 冲压模具的材料选择

在模具本身的材料选择上对模具寿命的影响也是非常明显的，物料本身的金属属性会直接影响模具的强度要求，并且对模具材料产生一定的影响，在冲压的过程中模具会受到冲击、振动和高强压力等影响，导致模具容易出现相应的隐患，缩短使用寿命。

2.2 冲压模具的结构产生的影響

一是模具结构形式设计合理与否会直接影响模具的使用寿命，如果其结构设计不合理会直接导致用力方向不集中从而使模具在冲压过程中发生变形；二是冲压模具的结构设计不能太过复杂，如果太过复杂就会使得模具发生磨损变形的可能性加大，从而降低模具的使用寿命；三是冲压参数的设置会对模具本身的使用寿命产生较大影响。

2.3 模具热处理影响

冲压模具在冲压的时候还要接受热处理，热处理的方式会直接有影响冲压模具的使用寿命。首先是在淬火阶段，由于加热温度比较高导致模具出现过热和过烧的情况，而使得模具本身的韧性减弱，这样在长期使用过程中模具就会因为韧性不足而发生开裂。同时，淬火温度如果过低的话也会使得模具本身的耐磨性下降，那么模具就会发生磨损失效，因而在进行热处理的时候需要对模具进行一定的防护，如果防护不到位就会使得其表面形成一定的氧化层，导致模具的耐磨性出现降低。再者，淬火降温时，要特别注意，淬火温度冷却过快和油温过低都会导致淬火裂纹。最后是回火阶段，回火阶段的主要作用是消除淬火产生的残余应力，回火温度太低将会导致模具韧性降低，进而产生早期断裂。

3 提升冲压模具使用寿命的方法

3.1 合理设计模具结构

模具结构设计合理对于延长使用寿命具有重要作用，而且合理的结构能够为模具在正常使用过程中不会出现应力集中或者是被冲压破裂的情况出现，所以在进行设计的过程中要让模具各个部分的应力都均匀分布，这样才能够避免大应力产生的结构不合理，导致使用寿命缩短。因而在结构设计过程中应该从以下几个方面入手：一是在对凸模进行设计的时候要考虑到保护和导向支撑的影响，对于尺寸较小的模具而言一定要使用模具本身的导向和保护结构；二是在模具设计时应该避免应力过度集中，对于夹角或者是窄槽的部分则可以用圆弧结构进行过度；三是在进行凹模设计的时候应该结构上稍微复杂一些，这样能够避免应力出现过度集中的情况；四是在设计的时候合理选择模具尺寸，尤其是圆角半径的选择要合理。模具在成型的过程中成形力和坯料料都会受到圆角半径影响，因而对于圆角半径的选择要合理这样才能够有效提升冲压模具的使用寿命。

3.2 合理选材及热处理

模具的模座一般都是HT300，工作部分一般根据材料厚度分两种，一种是材料厚度小于1.2mm，一般称为薄板模具，拉延模工作部位一般选用MoCr、QT700合金、GGG70L和GM246等合金铸铁，淬火方法为火焰淬火，硬度可达到HRC53-57，后续模具一般采用7CrSiMnMoV、D2、ICD5等材料，淬火方法为火焰淬火，硬度可达到HRC56-58；一种是材料厚度大于等于1.2mm，一般称为厚板模具，拉延模、修边模及翻边整形模的材料一般采用Cr12MoV或SKD11，淬火方法为整体真空淬火，硬度可达到HRC58-62，可根据模具的实际使用情况进行表面处理。另外冲压模具上用的较多的材料还有Q235和S45C，Q235无淬火性能，S45C通常称为45号钢，有两种淬火工艺，一是调质，韧性较好，硬度可达到HRC30-34，一般用在侧销、形成限位螺钉等频繁受力部件，二是淬火、硬度稍高，硬度可达到HRC38-42，一般用在氮气弹簧顶块、调整块等需要一定硬度的部件。

3.3 对模具表面进行强化

为了有效延长模具的使用寿命需要对模具表面进行强化，一般来说有两种强化方法，第一种是电火花强化方法，一般用在拉延模具型面表面，将硬质合金钢作为电极在冲压时产生电火花，释放出部分电能，是的硬质合金钢的电极熔化后进入到模具表面，从而在模具表面形成强化膜，通常称为电镀表面处理，这层强化膜会让模具表面物理性能得到改善，从而有效提升冲压模具的使用寿命。如某公司的镀铬处理，镀膜厚度可达到0.07～0.2mm，表面硬度可达到HV850以上，而未镀铬的材料硬度只有HV560，此种方法可提高模具使用寿命3～5倍。第二种是化学强化法，一般用在坯料厚度为1.5mm以上的模具的翻边整形镶块表面，通常叫做PVD或TD。即采用渗硼或是渗氮处理的方法，经过处理之后能够在模具表面形成坚硬的保护层，表面硬度和光洁度可得到明显提升，处理后表面硬度可达到HV3200左右，光洁度可达到镜面效果，使用寿命可提高8倍以上，降低不良率10%，节约了反复修模上模，节约了生产成本。

3.4 正确的保护和维护

在使用模具的过程中要先对模具的杂物或异物进行清理，并且要对机械内部的润滑情况进行检查，并且要定期对模具压力机的精度进行标定，在安装冲压模具的时候要严格按照一定的安装程序来进行。如果没有导向装置，那么在安装的时候需要对上下模配合部位的间隙进行一定的调整。冲压时要保证坯料表面清洁，并可以适当涂抹一定润滑剂，及时检查刃口，及时修理更换磨损度较大的刃口。

4 结语

冲压模具对汽车制造来说是非常重要的环节，而提升冲压模具使用寿命的方法有很多，不同的处理方式对模具寿命也会产生较大的影响，因而在实际的生产处理过程中，模具维修人员需要在实际操作的时候要根据具体情况来采用不同的措施，这样才能够保证冲压模具的日常使用和冲压模具的使用寿命。

参考文献

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