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在沖壓鈦合金菱形網(wǎng)孔產(chǎn)品時,特別是產(chǎn)品帶有尖角的情況下,常會遇到磨損問題,導(dǎo)致沖壓出的網(wǎng)孔存在大量毛刺。同時,某些模具鋼材在使用過程中又會出現(xiàn)崩裂現(xiàn)象。模具的磨損失效形式多樣,其原因也復(fù)雜多樣,因此需要針對不同磨損類型采取不同的應(yīng)對策略。
模具的磨損失效主要由兩種類型構(gòu)成:一種是粘料磨損,即所謂的“積瘤”現(xiàn)象;另一種是正常的磨粒磨損,可理解為摩擦磨損。
粘料磨損通常源于模具鋼材中的碳化物偏析現(xiàn)象。當(dāng)模具鋼存在碳化物偏析時,其組織內(nèi)部會產(chǎn)生大量微觀細(xì)微裂紋。這些裂紋在沖壓過程中可能導(dǎo)致局部細(xì)小崩缺,進而影響模具表面光潔度,再次沖壓時可能刮傷零件。此外,對于較軟的被沖材料,如銅、鋁、低碳鋼,其沖壓產(chǎn)生的碎屑可能通過細(xì)微裂紋滲透到模具內(nèi)部,加劇粘料磨損。這種粘料磨損與模具鋼的硬度無直接關(guān)系,而是由碳化物偏析現(xiàn)象決定。
另一種磨損是摩擦磨損,其耐磨性主要取決于模具鋼的高硬度和堅硬的碳化物組織。模具鋼中的碳與合金元素經(jīng)過熱處理后,能形成大量堅硬細(xì)小且均勻分布的碳化物組織,從而提高耐磨性。一般而言,合金總量高、含碳量高的模具鋼淬火加硬后,能得到大量堅硬細(xì)小的碳化物和高硬度,從而具備更好的耐磨性。
然而,需要注意的是,僅含高碳而無合金的模具鋼無法形成大量堅硬碳化物組織,而僅有高硬度而無堅硬碳化物的模具鋼也不耐磨。例如,將S136、H13等模具鋼采用低溫回火提高硬度,但耐磨性并未顯著提升,原因就在于此。同樣,碳素工具鋼雖然看似具有高硬度,但耐磨性不佳,也是因為它無法形成大量堅硬細(xì)小的碳化物。
此外,模具的磨損過程可分為三個階段:初期的不平整接觸咬合階段、中期的光滑平整磨損階段以及后期的正常磨損失效階段。在需要高耐磨性的工況下,模具的光潔度也至關(guān)重要。例如,快走絲線割出的模具表面粗糙,可能導(dǎo)致耐磨性不足。
因此,在提高模具鋼材耐磨性時,應(yīng)首先分析磨損失效的原因,是粘料磨損、摩擦磨損、缺乏堅硬碳化物還是模具表面光潔度不佳。在明確原因后,選擇性能匹配的模具鋼,才是解決模具耐磨性的根本有效方法。