看一看：提高冲模寿命的有效途径

1 引言 目前电火花线切割机已被广泛利用于模具加工。由于线切割机床加工1般都是在热处理落后行，从而避免了热处理变形、表面脱碳等弊端。有很多模具制造单位，常常是线切割后，略加研磨就装配使用。还有的不经研磨就直接装配使用， 结果常常出现崩刃、折断、碎裂现象，即使不出现上述现象，冲模的刃磨寿命也不长。 本文就线切割后模块表面的应力状态及消除应力、提高其表面质量的方法，作初步探讨。2 线切割后零件表面的应力状态 目前， 很多模具都采取快走丝线割机加工，线切割后的工件表面粗糙度Ra ≥2. 5μm，硬度散布和内应力状态都很差。 线切割机加工时， 放电区电流密度高达10000A/ mm2，温度高达10000～12000 ℃，加注的介质液急剧冷却， 致使切割面表层硬度仅20HRC 左右， 而内部淬火层硬度却高达70HRC 以上，其后为热影响区，再后才是原硬度区。特别严重的是原材料内部由于淬火呈拉应力状态， 线切割所产生的热应力也是拉应力， 两种应力叠加的结果很容易到达材料的强度极限而产生微裂纹， 从而大大缩短冲模寿命，因此线切割不能作为凸模、凹模的终究加工工序。从图1 可以看出，CrWMn 材料线切割后切口断面硬度散布及回火、时效后的硬度变化情况。

3 消除线切割产生应力的措施3.1 研磨去掉白层 目前， 多数模具加工单位是在线切割后，用研磨的办法去掉表层20HRC 的灰白层(即白层) 后便进行装配使用。这样做虽然可以去掉硬度低的白层， 但没有改变线切割酿成的应力区的应力状态， 即使增大线切割后的研磨余量房屋已抵押拆迁后如何确权，但因高硬层硬度高(达70HRC)，研磨困难， 过大的研磨量容易破坏零件几何形状。故线切割产生的高硬度层其实不能提高冲模寿命，由于其脆性大是产生裂纹、崩刃的根本缘由。3.2 回火处理 在线切割后，研磨去零件表面的白层，再在160～180 ℃回火2h， 则白层下面的高硬层可降落5～6HRC， 线切割产生的热应力亦有所降落，从而提高了冲模的韧性，延长了使用寿命。但是由于回火时间短，热应力消除不完全，冲模寿命其实不10分理想。3.3 磨削加工 线切割后磨削加工， 可去掉低硬度的白层和高硬层，提高冲模寿命。由于磨削时产生的热应力也是拉应力， 与线切割产生的热应力叠加， 无疑也会加重冲模破坏。若在磨削后， 再进行低温时效处理， 则可消除应力影响，显著提高冲模韧性，使冲模寿命提高。由于几何形状复杂的冲模大多数是采取线切割加工， 所以磨削形状复杂的冲模必须采取价格昂贵的坐标磨床和光学曲线磨床，而这两种设备1般厂家都不具有， 故推行困难。3.4 喷丸处理后再低温回火 喷丸处理可使线切割切口的残余奥氏体转变成马氏体，提高冲模的强度和硬度，使表面层应力状态产生变化，拉应力降落，乃至变成压应力状态，使裂纹萌生和扩大困难，再结合低温回火，消除淬火层内拉应力，可使冲模寿命提高10～20 倍。 喷丸处理受设备条件和冲模零件形状(内表面) 限制，难以普遍利用。315 研磨后再低温时效处理 线切割表面经研磨后， 高硬层已基本去掉， 再进行120～150 ℃×5～10h 低温时效处理(亦称低温回火处理)， 亦可经过160～180 ℃×4～6h 低温回火处理。这样可消除淬火层内部拉应力，而硬度降落甚微(后者硬度降落稍大)，却大大提高了韧性，降落了脆性，冲模寿命可提高2 倍以上。这1方法简便易行，效果10分明显，易于推行农村拆迁是怎么赔偿的。 冷镦模和冷挤模在压抑若干零件以后，模具内部的应力已积聚很高， 亦可用此方法消除应力，提高韧性，使寿命提高。4 利用举例 莫单位曾用材料为CrWMn 的冲模， 线切割后分别做以下实验， 其寿命差异非常大。 (1) 直接用于冲裁，刃磨寿命10742 次。 (2) 160 ℃回火2h，刃磨寿命11180 次。 (3) 研磨去白层，刃磨寿命仅4860 次。 (4) 研磨去白层，160 ℃×2h 回火，刃磨寿命为7450 次。 (5) 磨削，刃磨寿命28743 次。 (6) 喷丸后经160 ℃×2h 回火， 刃磨寿命到达220000 次。 用Cr12 材料加工镦台模(如图2 所示)，被镦压工件材料为σb = 800MPa 的可伐合金，原工艺为960～980 ℃油淬+ 160～180 ℃×2h回火，线切割后，经钳工研磨，直接压抑，寿命仅数10件就断裂。

若经线切割后研磨， 再进行160～180 ℃×2h 回火，寿命达数百件，依然断裂。 采取线切割后研磨， 再进行120～150 ℃×6～10h 低温时效处理， 寿命超过3000 件，目前仍在使用。5 有关研磨问题 从图3 中可以看出凸、凹模的磨损是沿侧面(线切割表面) 和端面(刃磨表面) 两个方向同时产生的，前者磨损略大于后者。凸、凹模表面粗糙度值越低，耐疲劳强度越高，粗糙度值每降落1 级， 寿命可提高1 倍。因此， 研磨凸、凹模时，必须2者兼顾。

有人曾做过这样的实验， 把两组结构完全相同的凸、凹模，用来冲制同1材料。其中1组只研磨凸、凹模侧面、磨削端面， 另外1组则是研磨侧面、端面磨削后再研磨， 实验结果，后者的寿命竟比前者高出近1 倍。 上述实验结果不难理解， 由于板料在冲裁时，随着凸模进入板料深度的增加，材料向凸、凹模刃口活动，直到凸模刃口和凹模刃口之间产生的裂纹重合时为止。在材料活动时，凸、凹模端面产生很大的摩擦力，摩擦力大小在很大程度上取决于凸、凹模端面粗糙度的高低， 因此， 研磨凸、凹模端面有益于提高冲模寿命， 特别是形状复杂而精度要求高的中小型冲模。6 结束语 凸、凹模在线切割后的加工方法，对冲模的寿命影响极大。如何消除线切割加工产生的脆性，提高韧性，最好方法是喷丸+ 低温回火，其次是磨削后+ 研磨+ 低温回火，再次是研磨+ 低温时效处理， 各单位可根据自己的具体情况选择。(end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章