影响不锈钢级进模寿命的因素及对策

许小东，陈大川

（广东澳利坚建筑五金有限公司，广东汕头 515041）

影响不锈钢级进模寿命的因素及对策

许小东，陈大川

（广东澳利坚建筑五金有限公司，广东汕头 515041）

根据不锈钢级进模的特点，从冲压件工艺性，模具结构，模具材料，模具的热处理工艺、模具加工工艺，正确使用、维护和保养模具等六个方面，探讨了影响不锈钢级进模寿命的因素以及提高模具寿命的有效途径。

不锈钢；级进模；模具寿命

304、201 不锈钢由于韧性好，硬度高，在冲压上比普通碳钢板难度大，特别是厚度达到3.0 mm以上的不锈钢板料，其难度更大。为提高生产效率，现在普遍采用连续级进方式加工生产，其模具寿命的长短，影响着企业的经济效益，研究影响不锈钢级进模寿命的因素，显得尤为重要。

由于不锈钢韧性高，硬度强，模具冲压时，凹凸模会出现粘附磨损，使磨损加快，因此要求模具耐磨性高，抗粘附性好，并能保持良好的润滑。级进模在连续工作状态下，凹、凸模在反复交变应力作用下，在冲压一定数量零件后，会产生疲劳裂纹，致使模具失效。影响不锈钢级进模寿命的因素较多，主要因素有：冲压件工艺性，模具结构，模具材料，模具的热处理工艺、模具加工工艺，正确使用、维护和保养模具[1]。

1 冲压件工艺性

（1）选择合理的工艺搭边，一般情况下，搭边要大于材料厚度，搭边越小，凸模磨损越大。

（2）零件尽量避免出现尖角，一般情况下，R/T≥0.5较好（R为圆角半径，T为板厚）。R角越小，模具出现磨损、断裂的几率越大。

（3）合理润滑，润滑在不锈钢级进模起着非常大的作用，实践证明，良好的润滑能显著提高模具的寿命。

2 模具结构

（1）提高模架的刚性，适当增加上下模座的厚度，采用滚珠导柱，适当加大导柱、导套直径。

（2）选用合理的模具间隙，在满足零件质量情况下，尽量采用大的凹凸模间隙，以减少凸模磨损。模具在工作状态下，其间隙要保持均匀。

（3）凹凸模尽量避免出现截面的急剧变化，以减少应力集中，对于截面急剧变化的凹凸模，应以较大的圆角半径和锥度过渡。

（4）尽量减短凸模进入凹模工作部分长度，增大其固定部分直径，较小而长的凸模应设计保护套。

（5）对于尺寸较小的冲头，其与上模固定宜采用夹块螺丝夹紧固定方式（如图1所示），不宜采用传统的吊装方式。

对于应力集中而容易开裂的凹模，模具一般情况下应做成镶拼结构，以方便更换。

图1 冲头夹块固定示意图

3 模具材料

模具材料是关系到不锈钢级进模寿命的关键因素，好的材料，其耐磨性、韧性、硬度等性能指标较好，但价格昂贵。价格便宜的材料，其性能指标较差。因此，设计模具时，应充分考虑零件的批量大小，选用合适的模具材料，才能达到最好的经济效益。

现将常用的模具材料介绍如下∶(1)SKD11是常用的高铬高碳工具钢，具有较好的淬透性、淬硬性和良好的耐磨性，热处理变形小等优点，但碳化物偏析严重;（2）DC53是日本大同特殊钢对SKD11进行改良的新型冷作模具钢，它克服了SKD11高温回火硬度和韧性不足的弱点，将在通用及精密模具领域全面取代SKD11的高强韧性通用冷作模具钢；（3）SKH-9是高速度工具钢，其碳化物组织细微，均匀，整齐，分布良好，耐磨性和韧性方面比较均衡；（4）ASP23是铬钼钒粉末高速钢，它是瑞典一胜百的典型代表，具有高耐磨性、高抗压强度、韧性好、热处理的尺寸稳定性好、抗回火软化性好、非常好的淬透性。

对零件质量要求高，采用镶拼的级进模，其模板材料宜采用Cr12MoV制作，以延长模具寿命。

4 模具的热处理工艺

（1）采用真空热处理，可有效防止模具变形，氧化及脱碳，淬火后回火不能低于三次。

（2）采用表面强化处理工艺，使模具“内柔外刚”，以此提高模具的耐磨性、抗疲劳强度及抗粘性。常用的方法有氮化、渗碳、渗硼、镀钛、离子注入等。

（3）采用深冷处理，以提高模具的耐磨性。

（4）采用喷丸、滚压、高频淬火等表面硬化处理，以提高模具的抗疲劳强度。

5 模具加工工艺

（2）磨削采用小的进给量，以防止烧伤。

（3）在保证零件精度要求下，凹凸模尽量采用大的间隙，以防止模具磨损加剧。

（4）使模具的受拉力方向与模具材料的纤维方向一致。

（5）研磨、抛光方向与变形金属的流动方向一致。

6 正确使用、维护和保养模具[2]

（1）合理润滑与冷却。

（2）防止误送料，模具在设计时有误送装置最好。

（3）正确安装和调整模具，控制好凸模进入凹模深度，以能切断工件为好，尽量减小凸模工作部分。

从辛镇-广利地区探井的测试结果看，压力受构造控制明显，多条北东向断层构成王家岗断裂带泄压明显，控制了超压边界，西北洼陷区域压力系数大于1.6，辛176地区则达到1.8，向南越过王家岗断裂带迅速过渡为常压（图3）。地层压力与构造、储层一起，控制了本区的油气成藏，为流体的运移提供了重要的运移动力。

（4）选用JH21等高刚性、导向准确的冲压机。冲压机的额定压力应大于模具的冲压工艺力30%以上，模具的寿面可相应提高。

（5）模具的工作面必须保持清洁。

（6）模具存放时，应使上下模保持一定的间隙，以保护刃口。

（7）当出现剪口磨损时，应立即刃磨剪口，避免模具急剧磨损。

（8）建立模具档案，模具进出模具仓库要有登记记录，实行模具首末检制度，首件工件要检验合格才能生产，末件工件要检验，入库前模具要检验没问题，才能入库。

7 结论

对不锈钢厚板连续冲压来讲，提高模具寿命具有非常大的意义，如何提高不锈钢级进模的使用寿命，是一个较为复杂的问题，要根据生产实际情况，具体问题具体分析。冲压件设计时要考虑合理的工艺性，模具设计要充分、合理，模具材料选用要充分考虑经济性，好的热处理工艺能大大提高模具的使用寿命，模具的加工工艺、正确使用、维护和保养也是提高模具寿命的有效途径。

［1］马在姣，薛森.提高冲压模具寿命的有效途径［J］.江汉石油职工大学学报，2008，21（4）：94-96.

［2］许映高.冲压模具的合理使用和维护管理要求［J］.机械工人：冷加工，2006（1）：48-49.

［3］模具钢-供应SKD11模具钢、DC53冷作模具钢SKD11［EB/OL］.2014-04-28.

(编辑：王智圣)

图4 主轴控制单元电路

图5 主要参数关系图

4 总结

机床数控升级改造中，在机床安装、系统各参数按要求设置完成之后，首先对机床主轴、坐标轴各个部分进行功能测试，然后进行机电整机联调以及加工精度检测。从实际加工使用情况来看，改造后的机床功能丰富、性能稳定可靠、操作方便，加工精度和效率明显提高，能适应更广泛的加工要求，与购买同档次的全新数控机床相比，所用成本大大降低。

参考文献：

［1］贺大松.GS30数控车床机电一体化改造研究［J］.装备制造技术，2012（5）：146-149.

［2］呼刚义，王丽洁.基于华中数控系统的ZJK7532A数控钻铣床升级改造［J］.制造业自动化，2011（11）：146-148.

［3］孟俊焕.经济型数控机床改造的优化方案研究［J］.机床与液压，2005（7）：200-201.

［4］张魁林.数控机床故障诊断［M］.北京：机械工业出版社，2002.

［5］王丽洁.数控机床故障诊断与维修实训［M］.北京：机械工业出版社，2011.

第一作者简介：王丽洁，女，1973年生，内蒙古包头人，硕士，副教授。研究领域：机械制造及其自动化。已发表论文15篇。

(编辑：阮 毅)

Factors Analysis and Improvement about Life of Stainless Steel Progressive Die

XU Xiao-dong，CHEN Da-chuan
（Guangdong Aurican Architectural Hardware Co.，Ltd.，Shantou515041，China）

According to the characteristics of the stainless steel progressive die，the paper probed into the factors and method to improve the life of die， such as technology stamping， die structure，die material， die heat treatment process， die manufacturing technology，working conditions and the use of maintenance and so on.

stainless steel；progressive die；die life

TG76

A

1009－9492(2014)07－0198－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.07.055

许小东，男，1971年生，广东揭阳人，大学本科，工程师。研究领域：建筑门窗五金精密构件开发与制造。已发表论文1篇。

2014－06－13