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模具设计

一种冷挤压模具的综合修复

时间:2014-06-26 21:26:55  作者:  来源:  浏览:207  评论:0
    1 一种冷挤压模具的综合修复
    某自行车零件厂采用冷挤压工艺加工某些自行车零件,零件材料为Q235。采用淬火后低温回火工艺,硬度为58-62HRC;型腔表面粗糙度值为Ra0.80μm。模具经热处理,虽然硬度和耐磨性有很大提高,但模具工作时既要承受很大的冲击力,又要承受原材料的强烈摩擦,其型腔表面的磨损仍然相当严重,使用寿命低。以飞芯成型模中的凹模、凸模为例,在正常情况下一副凹、凸模仅加12500-3000件,就因模具尺寸超差而报废。以该件年产量200万件计,仅此零件加工而报废的凹、凸模就有近千副,再加上其它零件加工的冷挤压模的同类报废,是影响该厂产品成本的一大难题。
  2 模具尺寸精度的电火花强化修复
  冷挤压模具修复,首先是要恢复原有的尺寸精度,且保证足够的强度。笔者先后试用镀硬铬、喷熔法修复模具。这两种方法均能使模具恢复原有的尺寸精度,但修复后的表面性能均不理想,特别是后者变形情况严重。经研究,笔者选定电火花强化方法修复模具,基本达到了预期的修复目的。
  2.1电火花强化工艺(以凹模为例)
  表面硬度:58-62HRC;表面粗糙度值:Ra0.8μm;电极棒:合金棒。
  工艺过程为1)表面处理:用酒精或汽油清洗滁尽油污;2)电极连接:振动器接正极,工件接负极;3)运动速度:振动器与工件相对运动速度为0.5-1.5m/min;4)强化时间:均匀涂覆至所需尺寸。
  2.2强化结果
  检测经电火花强化修复的凹模后发现,原先超差的尺寸均已修复,表面硬度69HRC,表面粗糙度值为Ra1.60μm,修复后的凹模尺寸精度和表面硬度均已达到技术要求,但表面粗糙度Ra值未达到技术要求,这将影响模具型腔表面的耐磨性、抗腐蚀性、工件表面质量和脱模性等。
  3 模具强化层表面粗糙度的刷镀修复
  3.1电刷镀工艺过程(以经过电火花强化处理后的凹模为例)
  设备:ZKDN型刷镀电源;模具:表面硬度69HRC;电极:石墨;镀液:镍钨合金。
  l)电净
  电净是刷镀工艺中采用的一种电化学除油法,它在电流的作用下具有较强的去油污能力。电净工艺如下:电极接相:正接法;操作电压:12-16V;镀笔与工件相对运动速度:12-14m/min;电净时间:30-60s
  冲洗:用自来水冲洗干净。
  2)活化
  活化是通过电化学和机械摩擦的作用,去除基体表面上的金属氧化物,使其显露出新的金相组织,从而保证金属镀层与基体金属的结合。活化必须在电净彻底的基础上进行,不同的基体对活化液的成分要求也各不相同。笔者采用1号活化液并采用如下工艺:电极接相:正接法;操作电压:12-16V;镀笔与工件相对运动速度:10-16m/min;活化时间:30-60s;冲洗:用自来水冲洗干净。
  3)刷镀表面层
  由于刷镀的镀液种类很多,一般根据具体的刷镀表面层技术要求合理选择或配制。该挤压凹模要求镀液应有很好的耐磨性和表面质量,故选用了镍钨合金镀液。具体工艺过程如下:电极接相:正接法;操作电压:12-15V;镀笔与工件相对运动速度:10-15m/min;冲洗:自来水冲洗干净。
  3.2刷镀结果
  检测经电刷镀修复的凹模表面性能表明,刷镀后的表面硬度为58HRC,表面粗糙度值为Ra0.5μm。笔者进行了微磨损试验机耐磨性试验,并以新凹模为参照件,两者进行比较表明,强化后又经刷镀的表面层耐磨性为新凹模表面耐磨性两倍多。在耐磨性试验中,亦对镀层与强化层、强化层与基体之间的接合状况进行观察,末出现任何起皮或脱落现象。
  4 结语
  在试验的基础上,又进行了小批量报废模具的修复,投人使用后发现,在相同的加工条件下,经修复的模具,每副凹、凸模加工零件数上升到8000-10000件,且加工的零件表面质量明显改善。

标签:挤压模具 综合修复 
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