何卫强

（鹤山市明铉金属制品有限公司，广东 鹤山 529700）

在现代工业中,模具是工业发展的重要条件，产品的生产在很多时候都是依赖于模具加工，有人甚至说模具品质将会影响产品的品质、效率和生命，模具的品质关乎产品的制造品质等前期使用过程，也会影响维护保养等方面的后续工作。所以在现实中很多生产者都是从加工过程和品质控制入手，积极的从多方面采取措施杜绝事故发生，下面我们以冷冲压模具为例进行分析。

1 冷冲压模具安装的问题

众所周知，在模具的使用中首先遇到的就是安装问题，其安装过程一般可以分为模具装到模架和将模架上的整副模具装入冲床内两个过程，这两个过程都是相对较为复杂的，需要认真对待。

1.1 装配到模架

模具并不能直接安装到模架上的，一般在安装前，需要对模架安装表面进行相应的处理，而处理的方式主要是去毛刺。需要特别注意的是，在检查固定螺钉时，有时候模具拆下来会有规格长短不一的很多的螺钉，而紧固用的螺栓插入螺栓孔中的长度应大于螺栓直径的1.5~2倍。

对于有导向装置的模架也是一个需要注意的问题。一般而言，各类模板的上、下之间的相对位置不需要进行调整了。但是，在装配时还是要注意检查模板表面，尤其要注意表面不能夹有脏物，否则就会妨碍装配。此外还要注意定位销套入深度，模板之间是由两支定位销来保证位置的，如果定位销外圆出现了各种磨损或者是损坏，就需要进行更换。

在装配模具的过程中，需要注意的问题就是模板一定要对准定位销套，一般可以借助于塑料锤等工具敲击模板，让二者贴在一起，然后注意对称紧固用板手将紧固螺钉拧紧。在完成这些以后，应检查钢珠保持架的伸出长度。在检查冲床上死点位置时钢珠保持架最上一排钢珠与该面平齐为宜，不露出导套。

1.2 装入冲床

以上是模具在工具间组装过程，在这些过程中应该始终将模架与冲床工作台定位作为安装基准，完成以上过程后，注意要把下模架装上定位销及固定螺钉并降下滑块直到上模架之间存有0.5~0.8mm的间隙的时候装上固定螺钉。稍微抬高冲床滑块，连同上模架用手拧紧后用捧进方式上、下动作3~4次，完成这些之后再拧紧固定螺钉。当然也有些其他的情况，有的人在安装的时候以上模架与滑块定位作为安装基准，这个时候就要进行变通了，步骤就是相反的。在完成模具安装之后，单可以动冲床以方便的了解模具工作情况，再进行接下来的冲压作业。

2 冷冲压模具加工过程中工艺改进措施

2.1 改进的工艺流程方案一

将轧材毛坯下料进行加热和锻造之后，再进行冷床微风，进行淬火冷却到一定温度，争取冷却速度控制在20~45 ℃/min，等到下贝氏体等温转变25min左右之后，将其空冷到280~220℃，再进行地坑保温。继续进行回火，但是要注意控制时间和温度，最后进行埋沙保温冷却，当这些工作完成以后再进行抽样检验，检验效果如图1所示。

图1 Mn-B合金贝氏体钢球的金相组织×500

2.2 改进的工艺流程方案二

该方案主要是对金属模加压铸造，当进行加热和锻造之后，再进行冷床微风，进行淬火冷却到一定温度，争取冷却速度控制在20~45℃/min，下贝氏体等温转变25min左右之后将空冷到280~220℃，再进行地坑保温。继续进行回火，但是要注意控制时间和温度，最后进行埋沙保温冷却，这些完成以后再抽样检验。

3 冷作模具主要失效形态的品质控制

冷作模具会有磨损失效、过载失效和疲劳失效等几种比较典型的失效形式，在下文我们将进行分别的论述。

3.1 过载失效

过载失效一般包括韧度不足和强度不足两类，主要原因是材料本身承载能力不足，在进行了高强度的工作载荷之后，引起的失效。

（1）材料韧度不足的失效

材料的韧度在工作中是很难进行探测的，在冷挤压和冷镦模具中容易出现，往往都是无宏观征兆，具有突发性，因而也相对较为危险，很有可能带来人员和财产损失。冷挤压和冷镦模具中的冲头折断、开裂是常见的，产生前无明显塑性变形，会造成模具的永久失效。

（2）强度不足失效

在生产中，不仅仅有冲头的折断、开裂，还会有材料的抗压、弯曲抗力不足导致的镦头下凹、弯曲，一般是和模具硬度偏低有关。很多研究者多次进行过研究，认为硬度小于56 HRC的黑色金属冷镦冲头和硬度小于62 HRC的冷挤冲头，很容易出现这种情况，对付此种失效的常用方法就是变形失效增硬度，脆断失效减硬度。

3.2 磨损失效

所谓的磨损失效是指刃口、冲头等工作部位在与被加工材料的摩擦中引起形状和尺寸变化失效，一般包括正常磨损失效和非正常磨损失效。

正常的磨损失效：对于冷冲压、冷挤压模具而言，与被加工材料之间的均匀摩擦较多，模具寿命取决于表面抗磨损能力，在排除了材料不断裂的情况下，表面抗磨损能力如果较强通常模具使用寿命较长，反之则会引起此类失效(图2c)。

非正常磨损失效：这种弯曲、拉伸及冷挤压模具中，材料表面形状和尺寸发生突变的原因主要是局部高压力作用导致了工作部位与被加工材料的咬合，出现严重划痕和“冷焊”，导致失效(图2d)。

图2 几种冷作模具钢的典型失效形态

3.3 疲劳失效(多冲疲劳失效)

一般而言，多冲疲劳失效常见于重载模具模具中里，冷作模具载荷失效常常是因为周期性施加的一定冲击速度和能量作用下的多冲疲劳有关。这种多冲疲劳的寿命据统计多在一千到五千次之间。而且在多冲疲劳之中没有明显的裂纹疲劳源和扩散区。以模具钢为例进行分析，从原因上看，其疲劳性能与特征与结构钢有很大差异。结构钢脆性材料的裂纹萌生在整个寿命中占很重要的一部分，有证据证明，冲击疲劳裂纹萌生在约200μm微裂纹时，寿命占总寿命的90%以上，稳态扩展区和疲劳条带的低微区分使得裂纹萌生与扩展很难区分。在很多情况下裂纹萌生在材料表面薄弱环节，裂纹一旦产生就快速失稳扩展。高速钢在经过喷丸强化处理时，裂纹源位置转移到次表面约0.2mm处(图2e)。有人就认为可以通过改善材料表面应力来加强多冲疲劳抗力。

4 结束语

随着经济日益的全球化，我们在与国际接轨的脚步中会发现市场竞争的压力越来越大，产品的竞争说到底也是品质、成本和开发能力的竞争。模具的制造和生产过程越来越受到了人们的重视，成为加工业链条的基础要素，决定着企业的生存和发展命运，从广义上甚至是关涉到国家制造业的整体水平。对于冷冲压模具加工而言，需要广大的生产者严格控制品质，做好充足的准备，发现问题对症下药，才能更好地完成加工业的生产升级任务。

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