冷挤压是一种先进的压力加工方法。冷挤压模具是保证挤压件形状尺寸和精度的重要工装,是保证挤压件表面质量的重要因素之一。模具寿命长短直接影响产品质量和生产效率的提高。影响冷挤压模具寿命的因素有模具本身损坏和外部环境两种形式。包括模具材料、凸模弯曲应力、热处理工艺、模具加工方法等。
为此,提高挤压模具寿命的途径有:
1、正确选用模具材料
模具材料是影响冷挤压模具寿命的关键因素之一。要尽可能选用品质优良的钢材制造挤压模具。
1)挤压铅、铝等软材料零件,要选用优质碳素工具钢,避免采用高速钢(如W18Cr4V);挤压硬材料时,选用Cr12MoV冷作模具钢和W18Cr4V高速钢。
2)利用热处理工艺。对于3Cr2W8V模具,采用气体碳氮共渗;对于强度高,塑性和韧性好的7CrSiMnMoV材质模具,采用560℃预热+880℃油淬+200℃回火热处理工艺。
2、减少挤压件壁厚差
凸模的弯曲应力是由于凸模头部受到侧向力作用的结果。侧向力的来源很多,凸模在这些侧向力作用下,会发生弹性弯曲,在凸模弯矩最大处,弯曲应力σ弯最高。试验分析表明,凸模的σ弯与挤压件的偏心量e成正比。为了便于分析,忽略工件内孔和外圆形状误差,偏心量就等于壁厚差之半。因此,减少挤压件壁厚差,凸模的疲劳寿命可得到很大提高。
3、表面强化处理
为进一步提高模具寿命,可对挤压模具工作表面进行碳氮共渗、离子氮化、渗碳、渗硼及局部刷镀、喷涂等表面处理方法,覆盖一层高强度、有极好耐磨性的化合物,从而增加模具耐磨性,提高挤压模具寿命。
表面强化工艺中的PVD、CVD、PCVD技术均可用于模具工作表面处理,特别是运用PCVD沉积工艺,可在模具工作表面形成TiC、TiN镀膜,模具寿命可提高几倍到几十倍。