冷擠壓模具的材料與表面處理方式(冷擠壓模具工藝)

摘要:本篇文章給大家談?wù)劺鋽D壓模具的材料與表面處理方式,以及冷擠壓模具工藝對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)各位有所幫助。冷擠壓表面潤(rùn)滑怎么處理其實(shí)冷擠壓毛坯的表面處理主要...
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本篇文章給大家談?wù)劺鋽D壓模具的材料與表面處理方式,以及冷擠壓模具工藝對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)各位有所幫助。

冷擠壓表面潤(rùn)滑怎么處理

其實(shí)冷擠壓毛坯的表面處理主要指的是坯料的潤(rùn)滑與表面處理工藝

冷擠壓模具的材料與表面處理方式(冷擠壓模具工藝)

潤(rùn)滑對(duì)冷擠壓是非常重要的。擠壓時(shí)摩擦不僅影響到金屬的變形及擠壓件的質(zhì)量,而且也直接影響到單位擠壓力的大小、模具的壽命。所以要采用良好且可靠的潤(rùn)滑方法。

潤(rùn)滑劑有液態(tài)的(如動(dòng)物油、植物油、礦物油等),也有固態(tài)的(如硬脂酸鋅、硬脂酸鈉、二硫化鉬、石墨等),它們可以單獨(dú)使用,也可以混合使用。有色金屬常用這些潤(rùn)滑劑。

對(duì)于鋼的冷擠壓,其單位擠壓力很大(可高達(dá)2000MPa以上),使用一般的涂刷潤(rùn)滑劑極易被擠掉,無(wú)法進(jìn)行生產(chǎn)。人們?cè)缇驼莆樟擞猩饘倮鋽D壓,但直至發(fā)現(xiàn)了鋼的表面處理方法(磷化處理及潤(rùn)滑處理)后,才使鋼的冷擠壓用于實(shí)際生產(chǎn)。

因此毛坯的表面處理是冷擠壓工藝中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。冷擠壓的毛坯進(jìn)行表面處理可獲得下列效果:降低毛坯與模具間的外摩擦阻力;避免毛坯表面與模具直接摩擦而引起的粘結(jié)現(xiàn)象;提高擠壓件的表面質(zhì)量,提高模具的壽命;減低擠壓時(shí)的變形力及變形功的消耗。表面處理主要包括:去除表面缺陷;清潔、去脂、洗滌;去除表面氧化層;在毛坯表面形成特殊的支承層;潤(rùn)滑處理。前三項(xiàng)是為了改善毛坯表面質(zhì)量,并為后二項(xiàng)作好準(zhǔn)備。

碳鋼毛坯經(jīng)磷化處理后需再進(jìn)行潤(rùn)滑處理,方法較多,皂化就是一種最常用的方法。皂化處理在硬脂酸鈉溶液中浸泡一段時(shí)間,使毛坯表面牢固地附上一皂化層作潤(rùn)滑劑。此外,采用機(jī)油添加適量的二硫化鋁作潤(rùn)滑劑,其潤(rùn)滑效果也很好。

奧氏作不銹鋼(1Cr18Ni9Ti)與磷酸鹽溶液不發(fā)生作用,應(yīng)采用草酸鹽進(jìn)行表面處理;硬鋁用氧化、磷化或氟硅化處理;銅及銅合金毛坯用純化處理。這些表面處理方法與磷化處理一樣能使?jié)櫥谩⒏煽俊?/p>

雖然磷皂化方法是有效的,但是工序多,周期長(zhǎng),很費(fèi)事。專門研制的高分子涂劑及專用配方的潤(rùn)滑液可以滿足冷擠壓工藝的要求。

冷擠壓模具材料有哪些,表面如何處理,如鍍鈦

Cr12,Cr12MoV,D2,SKD11等。表面處理有滲氮處理,真空熱處理等。

黃石市東鑫特鋼有限公司,專業(yè)生產(chǎn)上述模具材料。東鑫特鋼,品質(zhì)保障,質(zhì)量為本,服務(wù)至上!!

冷擠壓模具材料

冷擠壓模具材料

冷擠壓模具中,受力最大的部分是凸、凹模,因此,凸、凹模材料的選擇對(duì)冷擠壓工藝能否奏效 至關(guān)重要。

根據(jù)宴踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)凸、凹模材料的選擇大致應(yīng)滿足以下要求:(1)凸、凹模具在2450~2940MPa 高壓下工作.必須具備很高的強(qiáng)度、硬度,以防止自身的塑性變形、磨損乃至損壞。(2)凸模、凹模是

在沖擊條件下工作的,應(yīng)當(dāng)具有良好的沖擊韌性 (3)凸模材料應(yīng)具有較高的抗彎強(qiáng)度,以防工作時(shí) 損壞。(4)模具是在冷、熱交變壓力反復(fù)作用情況下工作的,必須能承受交變應(yīng)力的反復(fù)作用而保持

原型。(5)模其的材料必須易加工。

根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),鋼制工件凸模以選用6W6Mo5Cr4V1、W6Mo5Cr4Vg以及W18Cr4V材料為 好,凹模以選用Crl2MoV、CrWMn、GCr 材料為好}鋁件凸模宜選用CrlgMo、9CrSi、Crl2、 wl8c“V.而凹模宜選用Crl2MoV、T10A、W18Cr4V以及YG20。 目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上W18Cr4V取材較易

采用W18Cr4V制造工件冷擠壓凸摸,壽命可達(dá)1~5萬(wàn)次;用硬質(zhì)合金YG20制造凹模,鋼制 工件可達(dá)2O~ 40萬(wàn)次.鋁制工件可達(dá)400~500萬(wàn)次。

為了提高玲擠壓模具的耐磨性.近年來(lái).國(guó)內(nèi)外一些廠家采用氣體軟氮化工藝以提高樓具表面 硬度t這樣模具耐磨壽命可提高2o 以上,GCrl5材料作凹模.采用滲釩工藝.也可使模具壽命從3 萬(wàn)次提高到24萬(wàn)次; 金屬工件少、無(wú)切削工藝之一的冷擠壓工藝是當(dāng)前生產(chǎn)中應(yīng)用較為f 廣泛的一種。它具有節(jié)約原材料、勞動(dòng)生產(chǎn)率高以及成品機(jī)械強(qiáng)度高、剛性大、重量輕、表面光潔度及尺寸精度較高等優(yōu)點(diǎn)。一些形狀較復(fù)雜、切削加工較困難的金屬工件,運(yùn)用冷擠壓工藝很容易加工成型。

現(xiàn)在的冷擠壓模具老是開(kāi)裂,請(qǐng)問(wèn)各路大神,用什么材料不會(huì)開(kāi)裂?

冷擠壓模具老是開(kāi)裂,從模具鋼角度考慮,是因?yàn)槟>咪擁g性差。用UNIMAX,LG,8566材料比較好用。

1)UNIMAX模具鋼價(jià)格很貴,很多模具都吃不消。

2)LG是高硬度,韌性優(yōu)異的多用途模具鋼材。熱處理硬度HRC56-58,具有高耐磨性的同時(shí),具有高韌性,模具或沖頭不會(huì)開(kāi)裂。

LG主要用于型腔復(fù)雜的冷擠壓模具;要求耐磨和鏡面拋光的塑膠模具(LG模具鋼鏡面拋光可達(dá)12000-15000號(hào));型腔復(fù)雜的熱擠壓模具;也可用于重裁落料模具,粉末壓制模具,中溫?zé)徨懩>摺mg性比VIKING還好,硬度比VIKING高,耐磨性自然比VIKING好。

3)8566韌性和LG一樣,耐磨性比LG好。8566熱處理硬度HRC58-60,適合型腔復(fù)雜,要求耐磨性長(zhǎng)壽命的冷鐓模具。

重慶生產(chǎn)20Cr材質(zhì)的,太陽(yáng)花冷擠壓模具的陳老板,以前用LD模具鋼,一副模具,只能生產(chǎn)500-800個(gè)產(chǎn)品,然后模具開(kāi)始爆裂。一天兩個(gè)班,要更換6-8副模具。工人們無(wú)論怎么努力,產(chǎn)量只能達(dá)到4000個(gè)產(chǎn)品。

現(xiàn)在用LG模具鋼做成模具,擠壓相同的產(chǎn)品。一副模具,一天兩個(gè)班,生產(chǎn)了6000個(gè)產(chǎn)品,模具還是完好如新。客戶預(yù)估,這套模具擠壓1萬(wàn)個(gè)產(chǎn)品,都沒(méi)有問(wèn)題。相當(dāng)于模具壽命,至少提高了10倍。生產(chǎn)效率提高1.5倍。

誰(shuí)能告訴我冷擠壓方面的知識(shí)?先謝謝了!!

冷擠壓就是把金屬毛坯放在冷擠壓模腔中,在室溫下,通過(guò)壓力機(jī)上固定的凸模向毛坯施加壓力,使金屬毛坯產(chǎn)生塑性變形而制得零件的加工方法。

一、基本類型

1.正擠壓:正擠壓時(shí),金屬的流動(dòng)方向與凸模的運(yùn)動(dòng)方向一致(圖1a、b)。正擠壓可以制造各種形狀的實(shí)心件和空心件(圖2)。

2.反擠壓:反擠壓時(shí),金屬的流動(dòng)方向與凸模的運(yùn)動(dòng)方向相反(圖1c)。反擠壓可以獲得各種形狀的杯形件。如圖2-8缸體,圖3-5所示蓋。

圖1 冷擠壓變形類型示意圖

1—凸模 2—凹模 3—毛坯 4—擠壓件 5—頂件桿

3.復(fù)合擠壓:擠壓時(shí),毛坯一部分金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相同,而另一個(gè)部分金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相反(圖1d)。復(fù)合擠壓可制得各種杯一杯、杯一桿、杯一筒零件(圖3)。

4.徑向擠壓;擠壓時(shí),金屬的流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相垂直(圖1e)。徑向擠壓又可分為向心擠壓和離心擠壓(圖4),徑向擠壓用來(lái)制造斜齒輪、花鍵盤等零件。

圖2 冷擠壓件實(shí)例之一

1—導(dǎo)管 2—后車軸 3—筒體 5,6—空心軸 7—導(dǎo)向缸體 8—缸體 9—驅(qū)動(dòng)軸

圖2 冷擠壓件實(shí)例之二

1-螺母 2-保持器 3-導(dǎo)套 4-特殊螺母 5-蓋 6-緊固螺母 7-支撐住 8-支承器 9-齒輪毛坯 10-螺母

5.鍛壓:鐓壓時(shí),金屬毛坯徑向向外流動(dòng)(圖1f)。鐓壓用于制造帶法蘭的軸類零件或凸緣的杯形零件(圖4)。

正擠壓、反擠壓與復(fù)合擠壓是冷擠壓技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的三種方法。它們的金屬流動(dòng)方向與凸模的軸線平行。因此,有不少資料上又稱這三種方法為軸向擠壓。如前所述,軸向擠壓可以制得各種實(shí)心和空心零件,如球頭銷、梭心殼、彈殼等。徑向擠壓是最近十幾年才發(fā)展起來(lái)的,主要用于通訊器材的號(hào)碼盤、自行車的花鍵盤等。

以上是幾種基本的冷擠壓變形方式,隨著冷擠壓技術(shù)的發(fā)展,有時(shí)還將冷體積模鍛等歸屬為冷擠壓。

冷擠壓無(wú)論在汽車、拖拉機(jī)、軸承、電訊器材、儀表等機(jī)電制造中,還是在自行車、縫紉機(jī)等輕工業(yè)中,以及國(guó)防工業(yè)系統(tǒng)中都有廣泛的應(yīng)用,這是因?yàn)樗哂忻黠@的優(yōu)點(diǎn)。

二、冷擠壓技術(shù)的特點(diǎn)

1.擠壓零件尺寸準(zhǔn)確表面光潔:目前我國(guó)研制的冷擠壓件一般尺寸精度可達(dá)8~9

級(jí),隴度一般可達(dá),若采用理想的潤(rùn)滑可達(dá)(指純鋁和紫銅零件),僅次于精拋光表面。因此用冷擠壓方法制造的零件,一般不需要再加工,少量的只需精加工(磨削)。

圖4

2.節(jié)約原材料:冷擠壓件材料利用率通常可以達(dá)到80%以上。如解放牌汽車活塞銷(圖5a)動(dòng)切削加工材料利用率為43.3%,而用冷擠壓時(shí)材料利用率提高到92%;又如萬(wàn)向節(jié)軸承套(圖5b)改用冷擠壓后,材料利用率由過(guò)去的27.8%提高到64%。可見(jiàn),采用冷擠壓方法生產(chǎn)機(jī)械零件,可以節(jié)約大量鋼材和有色金屬材料。

3.生產(chǎn)率高:用冷擠壓方法生產(chǎn)機(jī)械零件的效率是非常高的,特別是生產(chǎn)批量大的零件,用冷擠壓方法生產(chǎn)可比切削加工提高幾倍、幾十倍、甚至幾百倍。例如,汽車活塞銷用冷擠壓方法比用切削加工制造提高3.2倍,目前又用冷擠壓活塞銷自動(dòng)機(jī),使生產(chǎn)率進(jìn)一步提高。一臺(tái)冷擠壓自動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)率相當(dāng)于100臺(tái)普通車床或10臺(tái)四軸自動(dòng)車床的生產(chǎn)率。

4.可加工形狀復(fù)雜的零件:如異形截面、內(nèi)齒、異形孔及盲孔等,這些零件采用其它加

工法難以完成,用冷擠壓加工卻十分方便。圖6所示的零件,能方便的擠出。

5.冷擠壓件強(qiáng)度高、剛性好而重量輕:由于冷擠壓采用金屬材料冷變形的冷作強(qiáng)化特性,即擠壓過(guò)程中金屬毛坯處于三向壓應(yīng)力狀態(tài),變形后材料組織致密、且具有連續(xù)的纖維流向,因而制件的強(qiáng)度有較大提高。這樣就可用低強(qiáng)度材料代替高強(qiáng)度材料。例如過(guò)去采用20Cr鋼經(jīng)切削加工制造解放牌活塞銷,現(xiàn)改用20號(hào)鋼經(jīng)冷擠壓制造活塞銷,經(jīng)性能測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo),冷擠壓法高于切削加工法制造活塞銷。

圖5 用冷擠制造的零件

這表明用冷擠壓加工活塞銷可用20號(hào)鋼代替20Cr鋼。

從以上特點(diǎn),可以看出,冷擠壓技術(shù)與目前各種加工方法比較,具有突出的優(yōu)越性。這就為冷擠壓代替切削加工、鍛造、鑄造和拉深工藝來(lái)制造機(jī)器零件,開(kāi)辟了一條廣闊的道路。

圖6 冷擠壓件實(shí)例之四

三、冷擠壓技術(shù)的發(fā)展

冷擠壓技術(shù)發(fā)展的初期是非常緩慢的,長(zhǎng)期以來(lái)只對(duì)幾種軟金屬(鉛和錫)進(jìn)行擠壓。直到19紀(jì)末20世紀(jì)初,才開(kāi)始擠壓較硬的有色金屬(鋅、鋁、紫銅、黃銅等)至于鋼的擠壓,由于冷擠壓時(shí)需要很大的壓力,在當(dāng)時(shí)不能解決擠壓鋼用的模具材料、合適的潤(rùn)滑劑與大噸位的壓力機(jī)等問(wèn)題,長(zhǎng)時(shí)間一直認(rèn)為擠壓鋼是十分困難甚至是不可能的。

1906年,英國(guó)人科斯利特(T.W.coslett)發(fā)現(xiàn)用磷酸鹽處理鋼件制品是一種較理想的防銹方法,但工序繁多,而經(jīng)濟(jì)效益又差,故未被廣泛采用。不過(guò),這種防銹法的出現(xiàn)卻極大地激發(fā)了人們?nèi)パ芯扛?jiǎn)單而有效的新方法的積極性。到后來(lái),用自動(dòng)連續(xù)裝置對(duì)鋼毛坯進(jìn)行磷酸鋅防銹處理只需要兩分鐘。經(jīng)磷酸鋅處理過(guò)的毛坯表面附有脂肪潤(rùn)滑劑或鈉皂薄膜,且這層薄膜不易脫落,擠壓這種毛坯時(shí),壓力較小。這個(gè)發(fā)現(xiàn)使人們找到了一種理想的鋼毛坯表面處理法一磷化皂化法。

磷化皂化處理鋼毛坯表面方法的出現(xiàn)使鋼的擠壓成為可能。1934年,德國(guó)人采用磷化皂化法成功地冷擠出鋼管。二次世界大戰(zhàn)期間,德國(guó)人需要大量彈殼,當(dāng)時(shí)黃銅又供應(yīng)不足,于是德國(guó)人秘密試驗(yàn)用冷擠壓生產(chǎn)鋼彈殼、后來(lái),采用合金工具鋼作模具材料,用冷擠壓成功地?cái)D出大批量鋼彈殼類零件。

圖7 冷擠壓件的應(yīng)用

第二次世界大戰(zhàn)以后,美國(guó)人竊取了德國(guó)人關(guān)于鋼的冷擠壓的全部資料,開(kāi)始在美國(guó)用冷擠壓秘密生產(chǎn)軍火,開(kāi)辦了很多生產(chǎn)鋼彈殼和彈體的軍工廠。

鋼的冷擠壓于1947一年才正式用于民用工業(yè)。

美國(guó)于1949年發(fā)表了各種鋼材冷擠壓后機(jī)械性能的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。德國(guó)于1950年、1953年先后公布了鋼的冷擠壓的基本技術(shù)數(shù)據(jù)及冷擠壓力和擠壓功的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

1957年,日本引進(jìn)了專用冷擠壓機(jī),開(kāi)始在精密儀器和儀表中采用冷擠壓技術(shù)。日本見(jiàn)這種新技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著,很快把這種技術(shù)用于制造汽車和電氣制件。現(xiàn)已成為遍及各個(gè)工業(yè)部門的重要加工手段。

圖7介紹了冷擠壓的發(fā)展和應(yīng)用情況。

從圖上看出,自1950年以后,冷擠壓件生產(chǎn)的迅速發(fā)展。虛線表示預(yù)測(cè)產(chǎn)量,但后來(lái)均突破這個(gè)預(yù)測(cè)量,尤其日本突破得更多。目前生產(chǎn)的冷擠壓件80~85%用于汽車工業(yè),其余用于電器工業(yè)、機(jī)器制造業(yè)、儀表工業(yè)和建筑業(yè)等。

在我國(guó),建國(guó)前的冷擠壓加工是十分落后的,當(dāng)時(shí),僅有少數(shù)工廠用鉛、錫等有色金屬擠壓牙膏管或線材、管材一類產(chǎn)品。

建國(guó)后,冷擠壓技術(shù)得到了發(fā)展。50十年代開(kāi)始了鋁、銅及其合金的冷擠壓;60年代 黑色金屬冷擠壓已應(yīng)用于生產(chǎn)。十年浩劫,極大地影響了冷擠壓技術(shù)的發(fā)展。1978年以后,在“獨(dú)立自主,自力更生”的偉大方針指引下,冷擠壓技術(shù)得到了迅速發(fā)展。近幾年來(lái), 隨著改革開(kāi)放政策的進(jìn)展,隨著國(guó)家工業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,冷擠壓技術(shù)也得到 了迅猛發(fā)展。

70年代末,國(guó)內(nèi)不少高等學(xué)校、研究所和工廠開(kāi)展了冷擠壓技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)表了大量的有價(jià)值的論文,初步形成了一支研究和應(yīng)用冷擠壓技術(shù)的隊(duì)伍。

目前,我國(guó)已能對(duì)鉛、錫,鋁、銅、鋅及其合金、低碳鋼、中碳鋼、工具鋼、低合金鋼與不銹鋼等金屬進(jìn)行冷擠壓,甚至對(duì)軸承鋼、高碳高鋁合金工具鋼、高速鋼等也可以進(jìn)行一定變形量的冷擠壓。制造的冷擠壓件是各種各樣的,最重可達(dá)30公斤,最輕只有1克。在模具材料使用方面,除了用高速鋼、軸承鋼、高碳高鉻合金工具鋼外,還采用了不少新型模具鋼如CG2、65Nb、LD等。在擠壓工藝參數(shù)選擇和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,初步采用了優(yōu)化設(shè)計(jì)

及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(即CAD/CAM),使模具結(jié)構(gòu)更合理、擠壓工藝參數(shù)更接近于實(shí)際。在擠壓設(shè)備方面,我國(guó)已具備設(shè)計(jì)和制造各級(jí)噸位擠壓壓力機(jī)的能力。除采用通用機(jī)械壓力機(jī)、液壓機(jī)、冷擠壓力機(jī)外,還成功地采用摩擦壓力機(jī)與高速高能設(shè)備進(jìn)行冷擠壓生產(chǎn)。

科學(xué)的發(fā)展,對(duì)冷擠壓技術(shù)產(chǎn)生了重大影響,具體地說(shuō)就是計(jì)算機(jī)在工藝分析、模具設(shè)計(jì)、制造及工藝過(guò)程控制中的應(yīng)用對(duì)冷擠壓技術(shù)產(chǎn)生的影響。我國(guó)將進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用這門新技術(shù)。發(fā)展冷擠壓技術(shù)主要應(yīng)從以下幾方面著手:

1.擴(kuò)大冷擠壓技術(shù)的應(yīng)用范圍,在一定范圍內(nèi),逐步代替鑄、鍛、拉深及切削加工;

2.提高冷擠壓制件的精度和表面質(zhì)量,生產(chǎn)出幾何形狀更復(fù)雜的制件;

3.擴(kuò)大冷擠壓用的原材料種類,研究更理想的表面處理與潤(rùn)滑方法;

4.進(jìn)一步使用CAD/CAM和優(yōu)化設(shè)計(jì),提高和加快模具設(shè)計(jì)與制造,研制出更合理的模具結(jié)構(gòu);

5.尋找更適合于冷擠壓用的模具材料及其熱處理方法,以延長(zhǎng)模具的使用壽命;

6.進(jìn)一步發(fā)展溫?zé)釘D壓、等溫?cái)D壓、靜液擠壓及高速擠壓等新工藝技術(shù)的研究和應(yīng)用;

7.研制適合于冷擠壓的多功能的冷擠壓機(jī),使毛坯和制件能安全自動(dòng)地進(jìn)料與出件,以便進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。

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