針對(duì)模具材料選用、熱處理與使用壽命的探究

摘要：在現(xiàn)代加工工藝當(dāng)中，模具被大規(guī)模應(yīng)用。而模具的使用壽命是有限制的，受到很多方面的影響，包括模具的用鋼情況、工藝流程等方面。但是值得注意的是，要注意到模具材料的選用、熱處理與模具使用壽命之間的密切聯(lián)系，提高模具的使用壽命，為企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：模具 ?材料選用 ?熱處理 ?使用壽命

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們審美水平日益提高，因此對(duì)加工工藝等要求更加嚴(yán)格。模具作為加工環(huán)節(jié)中必不可少的工具，在其中起著重要的作用。本文通過(guò)對(duì)模具不同的材料選用、熱處理與使用壽命之間的關(guān)系的探討，對(duì)模具的使用壽命進(jìn)行進(jìn)一步分析，以便于選出最優(yōu)異的加工工藝，發(fā)揮出模具在加工環(huán)節(jié)當(dāng)中最大的價(jià)值，提升加工工藝的品質(zhì)。

1 模具的介紹

模具就是用成型的工具制造成生產(chǎn)所需要的不同形狀、構(gòu)造的零件，以便滿足生產(chǎn)所需。模具的主要作用是通過(guò)改變所加工物品的外在形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品外形的加工，需要借助一定的外力進(jìn)行沖壓、擠壓、鑄造等工序，最終制造出所需要的尺寸和形狀的物品。因此模具的樣式、設(shè)置以及整個(gè)過(guò)程都對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的好壞起著直接的作用，要從各方面來(lái)鑄造模具，延長(zhǎng)模具的使用壽命。在生產(chǎn)企業(yè)的整個(gè)過(guò)程中離不開(kāi)模具，尤其是在塑性成型的工藝生產(chǎn)中，模具更是作為一種重要的工具被廣泛應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中。同時(shí)由于市場(chǎng)的發(fā)展對(duì)于模具的使用提供了更廣闊的市場(chǎng)，模具壽命在一定程度上對(duì)所要生產(chǎn)的成型有著影響。

2 模具損傷的基本情況以及原因

在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐中，模具的使用相當(dāng)廣泛，在模具工作時(shí)，不同的部位要承受來(lái)自不同的外部壓力和溫度的變化。因此，模具在工作的時(shí)候，損傷的形式也會(huì)有很多種。伴隨著高科技的發(fā)展，生產(chǎn)工藝的改進(jìn)等，模具的應(yīng)用和工作性能也會(huì)有很大的不同。一般而言，模具在開(kāi)始出現(xiàn)損傷時(shí)并不會(huì)立即失去工作效力，當(dāng)損傷達(dá)到一定程度時(shí)才會(huì)喪失工作能力，模具也就失去了存在的價(jià)值。也就是說(shuō)，所謂的模具損傷就是模具不具備某種正常工作能力之后的形式，經(jīng)過(guò)調(diào)查研究可以發(fā)現(xiàn)，失效通常都表現(xiàn)為模具斷裂、磨損、變形等基本形式。造成上述現(xiàn)象的原因多是因?yàn)檫x材不合適、熱處理不當(dāng)、模具建工工藝不成熟等，可見(jiàn)合適的材料選擇、正確的熱處理工藝以及精良的模具使用方法等對(duì)模具在延長(zhǎng)壽命方面有密不可分的重要聯(lián)系。

3 影響模具使用壽命的基本因素

模具壽命與很多要素有關(guān)，包括模具的模具選材、熱處理工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具機(jī)械加工等。

3.1 模具選材 模具選材是影響模具壽命的重要因素。因此在模具選材時(shí)應(yīng)該結(jié)合模具本身的性能和使用功能。對(duì)于很多冷沖模來(lái)說(shuō)，應(yīng)該首先考慮到的是鋼的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。就實(shí)踐效果而言，鋼的強(qiáng)度、韌性以及耐磨性之間是成反比關(guān)系的。很多時(shí)候，模具會(huì)出現(xiàn)脆性開(kāi)裂的現(xiàn)象，這時(shí)候應(yīng)該選用強(qiáng)度較低但韌性更好的材料，還可以采用特別定制的鋼材。當(dāng)然，也可以選用高強(qiáng)度的韌性較強(qiáng)的鋼來(lái)彌補(bǔ)韌性不強(qiáng)的狀況。但若是兼顧好韌性和耐磨性，除了要選取合理的模具材料，還應(yīng)該通過(guò)處理表面、改善加工性能、鏡面等幾個(gè)方面改變模具的耐磨性。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理 一般來(lái)說(shuō)，模具發(fā)生異常都是早期結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致模具變形發(fā)熱失效而造成的。在模具的設(shè)計(jì)上，圓角的尖銳和截面的過(guò)大都是要盡量避免的，這些都易造成模具的變形和損壞。但是如果尖銳圓角不能被制止時(shí)，應(yīng)該用組合式或?qū)A角的加工放在最終熱處理后加以代替，這樣從整體結(jié)構(gòu)上彌補(bǔ)出現(xiàn)的失誤。另外，截面面積是否均勻是防止模具變形與開(kāi)裂的重要保證。在相同的情況下，很多形狀復(fù)雜易開(kāi)裂的模具應(yīng)該采用組合式，減小界面對(duì)模具壽命的影響。

3.3 熱處理的影響 很多時(shí)候，模具早期失效是由于熱處理不當(dāng)造成的。熱處理技術(shù)不科學(xué)和熱處理質(zhì)量不達(dá)標(biāo)都是熱處理對(duì)模具使命產(chǎn)生不良影響的重要表現(xiàn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，熱處理不當(dāng)造成模具使用壽命早期失效的現(xiàn)象很多，幾乎可以達(dá)到70%。因此可見(jiàn)，正確合理的熱處理技術(shù)對(duì)于模具使用壽命的重要性。反之，熱處理不當(dāng)或者技術(shù)不成熟等都會(huì)間接或者直接危害模具的性能和完整度，對(duì)模具壽命產(chǎn)生極大的破壞的作用。通常來(lái)講，熱處理的表現(xiàn)形式主要有：①淬火過(guò)熱。晶粒長(zhǎng)大很大程度是由于淬火過(guò)熱造成的，致使其韌度承受能力下降，就會(huì)使模具更容易發(fā)生早期斷裂的現(xiàn)象。②表面脫碳。模具一般都要經(jīng)歷淬火或高溫回火，這時(shí)候如果保護(hù)措施做的不到位，將會(huì)使其表面脫碳。假如脫碳層未及時(shí)去除，那么會(huì)大大降低模具的耐磨性，勢(shì)必會(huì)縮短壽命。③淬火裂紋。模具在進(jìn)行淬火環(huán)節(jié)時(shí)，會(huì)容易出現(xiàn)裂紋。裂紋的出現(xiàn)肯定會(huì)減小模具的冷熱疲勞壽命，更有甚者會(huì)造成早期斷裂，嚴(yán)重影響了模具的正常使用。④回火不充分。由于各種原因，模具的回火環(huán)節(jié)會(huì)出現(xiàn)失誤，導(dǎo)致模具回火不充分。那么這樣便會(huì)將淬火余力殘留在模具當(dāng)中，致使模具的韌度下降，發(fā)生斷裂。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，模具的使用壽命與很多因素都有關(guān)系，在選擇模具的材料、熱處理等方面要結(jié)合模具的使用壽命，多方面進(jìn)行綜合選擇。因此要想提高模具的使用壽命，需要有專業(yè)的技術(shù)人員在反復(fù)的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)中選擇最優(yōu)的加工工藝，以便提高模具的使用壽命。

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作者簡(jiǎn)介：關(guān)琳（1980-），女，陜西西安人，講師（中級(jí)職稱），研究方向：模具方向。endprint