鋼結(jié)硬質(zhì)合金是一種以鋼作粘合劑,以碳化物作硬質(zhì)相,用粉末冶金方法制造的硬質(zhì)合金材料,其性能一般介于合金工具鋼與普通硬質(zhì)合金之間。許多鋼結(jié)硬質(zhì)合金燒結(jié)坯件經(jīng)退火后可進行普通的切削加工,經(jīng)淬火、回火后有近似于金屬陶瓷硬質(zhì)合金的硬度和良好的耐磨性,也可以進行焊接和鍛造,并具有耐磨、抗氧化等特性。盡管這類材料成本較高,制模難度較大,但使用后可顯著提高模具的使用壽命,在大批量生產(chǎn)中具有很好的技術(shù)經(jīng)濟效果。因此,在更大范圍、更深層次推廣它,對模具行業(yè)具有非常重要的意義。下面介紹了鋼結(jié)硬質(zhì)合金在自救器拉深模中的具體應(yīng)用。
1 原生產(chǎn)中存在的問題
礦用自救器下外殼尺寸如圖1所示,材料為08A1,料厚0.8mm,生產(chǎn)批量為大批量。成形該制件需兩次拉深。原模具中,凹模材料均為Crl2,所用設(shè)備為普通雙動壓力機。生產(chǎn)中,模具使用一段時間后,制件表面就會出現(xiàn)明顯的擦傷痕跡,嚴(yán)重影響了外觀質(zhì)量。觀察發(fā)現(xiàn):*道拉深工序結(jié)束后,半成品外表面已有少量劃痕,二次拉深后擦傷、劃痕明顯增多,而且凹模工作表面磨損嚴(yán)重,還常常粘附著制件材料。修模后也只能拉深幾千個殼體。為解決這一問題,工廠曾嘗試提高模具制造精度,降低表面粗糙度值,甚至拋光、鍍鉻,但仍不能從根本上解決產(chǎn)品表面拉傷、模具壽命短的問題。
2.工藝分析
通過分析可知:原模具結(jié)構(gòu)、模具工作部分結(jié)構(gòu)參數(shù)以及拉深過程中的潤滑方式基本合理,制件產(chǎn)生擦傷、劃痕主要與模具與被加工坯料表面之間摩擦面的接觸狀況有關(guān)。
一方面,拉深過程中坯料與模具表面接觸時會產(chǎn)生很大的壓力,此時,若干摩擦與邊界潤滑區(qū)得不到潤滑劑的補充,就會使該處的摩擦狀態(tài)急劇惡化另一方面,08A1屬軟材料,若模具硬度低,則會加劇變形熱的產(chǎn)生盡管Cr12的熱處理硬度已較高,但對本例大批量連續(xù)拉深仍顯不夠。上述原因?qū)е铝四>呤褂靡欢螘r間后,摩擦面的溫度急劇升高)在高溫下,局部金屬熔敷產(chǎn)生摩擦粘結(jié),使半成品首先出現(xiàn)擦傷和細(xì)微劃痕。此時,若沒有及時修模,前道工序中產(chǎn)生的擦傷和細(xì)微劃痕必然會在下一道工序中加劇模具的磨損進而又增加了拉深力、零件側(cè)壁的拉應(yīng)力和摩擦阻力,使摩擦面溫度進一步升高,從而再一次引起金屬熔敷,加劇摩擦粘結(jié)的產(chǎn)生,導(dǎo)致惡性循環(huán)、熔敷愈嚴(yán)重,劃痕愈明顯。
根據(jù)以上分析,同時考慮到鋼結(jié)硬質(zhì)合金GT35具有高硬度(淬火硬度可達(dá)69-73HRC),高耐磨性、熱處理變形小以及良好的機加性等特點,可以滿足本例拉深的使用及加工工藝要求,所以我們將凹模材料Cr12改為鋼結(jié)硬質(zhì)合金GT35。
3.模具制造中的注意事項
為充分發(fā)揮鋼結(jié)硬質(zhì)合金GT35的優(yōu)良特性,得高樟具壽命.凹樟采用鑲套結(jié)構(gòu)如圖2所示。
*拉深時模套要起到壓料作用,故選用耐磨性好、熱處理硬度較高的Cr12為鑲套。二次拉深時,壓邊部分在合金圈內(nèi),故洗用45鋼作為鑲查材料。
(1)凹模的切削加工鋼結(jié)硬質(zhì)合金GT35在良好的退火狀態(tài)下,硬度一般為39-46HRC。可進行車、銑、刨、鏜、銼、攻螺紋等工作。切削過程中,切削速度不宜過高,進給量不宜過大,背吃刀量不宜過小。實踐證明:切削速度過高,進給量過大,背吃刀量過小,則刀刃與工件摩擦大,發(fā)熱量大,會使刀刃磨損量加大、此外,由于刀刃與工件表面相擠壓,加工面發(fā)亮并變硬,因而會使繼續(xù)切削加工更加困難、實際加工中可先試低速,然后逐步提高轉(zhuǎn)速。
切削刀具可以選用YT類硬質(zhì)合金。刀具的幾何角度宜采用前角0 或負(fù)前角1o-2o,后角6o-7o,刀尖磨成圓弧狀(R0.3-0.5mm)。切削時,不用切削液干態(tài)切削,以免工件急劇硬化.使切削困難。此外,當(dāng)表層硬殼層切削困難時,可先用45o偏刀將工件表面切成坡面,然后加大背吃刀量切削較軟的部分,使硬殼層隨切屑一起剝落。
(2)模套及凹模外表面的磨削加工凹模外套的內(nèi)孔應(yīng)加以磨削,表面粗糙度值達(dá)到,圓柱度公差應(yīng)控制在0.015mm以內(nèi)。鋼結(jié)硬質(zhì)合金凹模與模套的結(jié)合面也應(yīng)加以磨削,以保證結(jié)合面的緊密。磨削GT35時,磨料硬度要高,在保證加工表面粗糙度的前提下,可選擇粒度粗一些的砂輪,以免燒傷工件。砂輪硬度也要適當(dāng)軟一些(可選碳化硅砂輪GC60JV)。磨削時采用乳化液冷卻,磨削深度為0.004-0.006mm。
(3)凹模工作部分加工鋼結(jié)硬質(zhì)合金凹模機加工后用線切割將內(nèi)孔切成,留一定的研磨余量。二次拉深模的45 斜面用電火花加工成形。
(4)凹模裝配模套與凹模采用熱壓裝配,預(yù)加應(yīng)力通過模套內(nèi)徑與合金圈外徑的過盈配合獲得。模具設(shè)計中,應(yīng)根據(jù)裝配溫度及需要預(yù)加應(yīng)力的大小準(zhǔn)確計算模套內(nèi)徑尺寸。模套加熱可在熱處理箱式電爐中進行。當(dāng)溫度升高到350℃時開始計算時間,保溫2h。同時在凹模底部放一磨好的平板與之一起加溫,以免出爐后冷卻太快,影響裝配。
(5)其他注意事項 模具導(dǎo)向應(yīng)平穩(wěn)可靠。模具上下板的厚度應(yīng)適當(dāng)加大,以提高模具的剛性和穩(wěn)定性,并減小振動。
模具加工完,應(yīng)使用高硬度的金剛石油石和金剛石研磨膏研磨工作面,以保證表面粗糙度,減小電加工中的變質(zhì)層,充分發(fā)揮鋼結(jié)硬質(zhì)合金的高硬度、高耐磨性。
4.結(jié)束語
實踐證明,使用鋼結(jié)硬質(zhì)合金GT35制造的自救器下外殼拉深模,不僅保證了產(chǎn)品的質(zhì)量,而且極大地提高了模具的使用壽命,取得了良好的經(jīng)濟效益。
本站部分文章系轉(zhuǎn)載,不代表中國硬質(zhì)合金商務(wù)網(wǎng)的觀點。中國硬質(zhì)合金商務(wù)網(wǎng)對其文字、圖片與其他內(nèi)容的真實性、及時性、完整性和準(zhǔn)確性以及其權(quán)利屬性均不作任何保證和承諾,請讀者和相關(guān)方自行核實。據(jù)此投資,風(fēng)險自擔(dān)。如稿件版權(quán)單位或個人不愿在本網(wǎng)發(fā)布,請在兩周內(nèi)來電或來函與本網(wǎng)聯(lián)系。