硬質(zhì)合金模具的使用技術(shù)現(xiàn)狀
瀏覽： 發(fā)布日期：2019-11-06
硬質(zhì)合金模具的使用技術(shù)現(xiàn)狀
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一、非標(biāo)硬質(zhì)合金和新型硬質(zhì)合金模具應(yīng)用現(xiàn)狀
1.非標(biāo)硬質(zhì)合金模具毛坯應(yīng)用狀況所謂非標(biāo)是指未列于國家標(biāo)準(zhǔn)中的異型毛坯。這方面用得較多的是無磁模、級進(jìn)模等。無磁模一般選YGl5或YG2O硬質(zhì)合金制作。如四川899廠就用YGl5來制軟磁壓模。江西光學(xué)儀器總廠就用YG2O和YG2OC作軟磁鏡面沖載模。在沖載鎳基合金IJ5O時，鏡面平行度《0.0O5mm，粗糙度Ra〈0.2Um，改用沖載技術(shù)后比研磨加工效率要高出幾十倍。自貢無線電一廠用YWC無磁硬質(zhì)合金作軟磁材料成型模，壽命達(dá)50-100萬次。無論是單工位還是多工位級進(jìn)模，大多選YGl5、YG2O和YG2OC為主，也有選鋼結(jié)合金的。如上海手表廠用硬質(zhì)合金制作的分輪片組合級進(jìn)模，在300-400次/min的沖速下工作了216萬次，生產(chǎn)高精度合格產(chǎn)品400萬個。定子級進(jìn)模也以300次/min的速度生產(chǎn)合格產(chǎn)品近100萬個。南京長江機(jī)器廠的電機(jī)定、轉(zhuǎn)子鐵芯沖模刃磨1次可沖50萬次，總壽命達(dá)5000-6000萬次。江蘇華晶電子集團(tuán)的硬質(zhì)合金多工位級進(jìn)模，在沖速400-600次/min下沖裁引線框架材料，總壽命約5000萬次。大連電機(jī)廠的電器插件產(chǎn)品級進(jìn)沖裁模，改用國產(chǎn)硬質(zhì)合金后，使用壽命在7000萬次以上，時間達(dá)2年多。近些年來，粉末冶金制品成形模整形模也開始選用硬質(zhì)合金材料。如YG8成形模每付可壓70萬件產(chǎn)品而鋼模僅I000次廠副，高鉻鋼副。滬州長江機(jī)械廠用YG8做雙金屬軸套整形模，壽命達(dá)100方件以上，而GCrl5鋼模壽命僅1000件。
二、新型硬質(zhì)模具材料的開發(fā)
在開發(fā)新型硬質(zhì)合金材料上，前幾年以鐵鎳代鈷為熱門。如湖南省冶金材料所開發(fā)的相當(dāng)于YG15、YG2O、YG25的高強(qiáng)韌性硬質(zhì)合金，在用于冷墩模、冷擠壓模等方面收到較好的效果天津硬質(zhì)合金研究所也以鐵鎳代鈷研制了相當(dāng)GY(15-20)的硬質(zhì)合金模具材料，在標(biāo)準(zhǔn)件的滾鍛、鋼球冷墩方面與YG2O、效果相當(dāng)。近幾年來新的研究熱門是細(xì)晶、超細(xì)晶，甚至納米晶硬質(zhì)合金和梯度硬質(zhì)合金。梯度硬質(zhì)合金又有成分梯度、組織結(jié)構(gòu)梯度等，此外也有用金屬熔液滲透處理方法來生產(chǎn)梯度硬質(zhì)合金的，如梯度硬質(zhì)合金頂錘等。細(xì)晶和超細(xì)晶硬質(zhì)合金也已面市，如細(xì)晶YG8拉絲模在拉制〈少lmm的鋼絲時，是一般拉絲模的3倍。此外，還有鑲鑄鑲嵌硬質(zhì)合金熱作模具，在軋管與線材軋制方面取得了很好的效果。材質(zhì)的硬質(zhì)合金毛坯，在加工制成模具后，其使用壽命有的長，有的則很短。經(jīng)解剖分析后，發(fā)現(xiàn)問題出在設(shè)計(jì)、加工、組裝以及焊接等上。
1.硬質(zhì)合金模具設(shè)計(jì)技術(shù)狀況
拉絲模是一結(jié)構(gòu)較簡單的模具。80年代以前我國一直沿用前蘇聯(lián)的"直線"理論設(shè)計(jì)，80年代后才有部分廠家引用50年代就提出了的"圓滑過渡"技術(shù)理論。
近年來，我國學(xué)者對拉絲模進(jìn)行了角度設(shè)計(jì)和環(huán)溝磨損的理論分析，提出了最大、最小拉拔角的概念，分析了金屬在拉伸變形過程中對模具產(chǎn)生不均勻磨損的機(jī)理。廣東工學(xué)院的研究人員對冷墩小規(guī)格螺釘用硬質(zhì)合金模具進(jìn)行了解剖分析，得出國產(chǎn)模具壽命低(200-400萬次)而日本模具壽命高(900-1000萬次)的秘密所在，其關(guān)鍵技術(shù)是在角度的設(shè)計(jì)上。即日本模在模芯底部與模套內(nèi)孔底面中心接觸部位采用了雙凸面設(shè)計(jì)。它的優(yōu)點(diǎn)是能使受力最大的中心部位保證緊密壓靠，四周留下的空隙又可供過盈配合時，儲藏從孔壁擠出的多余金屬。沈陽橋梁廠對冷墩Ml2螺母用的硬質(zhì)合金凹模，由原來的六角設(shè)計(jì)改為六瓣編裝鑲套組合起來使用。其平均壽命50萬件/模，高的達(dá)120萬件/筆者認(rèn)為這種設(shè)計(jì)比較合理，一是因?yàn)樗日w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模節(jié)約硬質(zhì)合金;二是它裝配簡單;三是模具更換容易，損壞一瓣可更換一瓣。
2.加工與裝配技術(shù)對硬質(zhì)合金模具的影響
硬質(zhì)合金模具的尺寸精度和形位精度是靠磨削來實(shí)現(xiàn)的。由于對硬質(zhì)合金的磨削力是對一般鋼材磨削力的2-3倍。所以要求磨床的動力要大，剛性要高，就我國目前的機(jī)床水平,還沒有加工硬質(zhì)合金的專用磨床。故常造成加工誤差，誤差的累積效應(yīng)將嚴(yán)重的損傷模具的使用壽命。在電火花加工過程中，由于放電的瞬間模具材料受到高達(dá)10000℃左右的高溫作用和液體介質(zhì)的作用，會使表層發(fā)生金相組織的變化，還有可能滲碳(工作液中的碳)，滲金屬(銅鎢電極)，甚至出現(xiàn)顯微裂紋等，無疑影響壽命。鑲套是為了使合金能承受更大的沖擊和擠壓負(fù)荷，不論是熱壓鑲套還是冷壓鑲套，間隙要求都很嚴(yán)。一般冷壓鑲套選擇0.03-0.05mm的過盈量，熱壓鑲套為0.08-0.1Omm，型腔套的加溫取700-800℃，硬質(zhì)合金取300℃左右。熱壓完成后，放入600箱式爐中保溫2h，以消除應(yīng)力。
硬質(zhì)合金的焊接也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)一般采用釬焊的較多。湖南省冶金材料研究所曾為西安飛機(jī)發(fā)動機(jī)制造公司研制了一種鎳基釬焊料，在真空爐中釬焊硬質(zhì)合金收到良好效果。
