如何大幅度提高冲压模具的耐磨性

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冲压模具是金属成型过程中使用的主要设备。它们用于将金属板压制成所需的形状和尺寸。冲压模具的好坏直接影响到产品的质量。为了提高冲压模具的耐磨性,必须采取一定的措施。

冲压模具由钢合金制成。然而,大批量生产运行可能会磨损

快速损耗,这会导致由于更换和停机时间而增加的成本。值得庆幸的是,有一些方法可以延长冲压模具的使用寿命,例如硬化,以及其他提高冲压模具耐磨性的方法。

延长冲压模具的寿命有以下好处。

  • 降低成本

    延长模具寿命可降低总体运营成本,因为更换模具的频率较低。这带来了减少停机时间的额外成本节约优势。
  • 更少的缺陷

    抗磨损的冲压模具也能生产出缺陷更少的部件。
  • 提高一致性

    通过增加冲压模具的寿命,冲压件中出现的不一致更少,因为每次使用冲压件时,冲压压力都会略有变化。采取措施延长模具的使用寿命可以最大限度地减少这个问题,从而获得更一致的结果。

以下八个硬化技巧将帮助您提高冲压模具的耐磨性。


模具热处理



冲压模具需要进行热处理以保持锋利和抗磨损。在 500 至 600 摄氏度的温度下进行热处理会在钢合金内产生马氏体,这是一种非常坚硬的钢晶体结构形式。在此过程中形成的微小晶体具有很强的防腐性能,防止生锈并增加硬度。为了使这个过程顺利进行,您必须使用水汽化设备在油中淬火冲压模具。如果跳过这一步,会降低冲压模具的耐磨性。


硬质搪瓷涂层



在模具表面涂上一层坚硬的搪瓷涂层将掩盖其表面上的任何孔隙和凹坑,使其外观光滑、有光泽。这使得材料在冲压时更难粘附在模具表面,并缓解点蚀问题。

硬质搪瓷涂层可以通过两种不同的方式施加,1) 通过机械喷涂或 2) 化学气相沉积 (CVD)。机械喷涂是成本较低的方法,但缺点是涂层可以重新应用于模具的次数有限。CVD 是更好的选择,因为它没有这个限制。然而,CVD 的成本远高于机械喷涂。


气相沉积法



金属在真空中加热直至达到气态。这种蒸气覆盖在钢合金的表面。这减少了磨损,因为在此过程后部件不会粘在模具表面上。涂层还可以防止生锈。

这种方法比 CVD 选项便宜,但比机械喷涂选项贵。您的选择取决于您的应用程序的要求。例如,如果在冲压过程中只使用几个模具,则可能不考虑 CVD。


耐磨涂层


耐磨涂层涂在坚硬的搪瓷涂层上,因此模具表面的所有部分都已被覆盖。耐磨涂层可延长钢合金模具的使用寿命,并可大幅提高其性能。此外,由于零件不会粘在模具表面,因此冲压组件所需的压力较小。这会导致更少的缺陷、更高的效率和更低的成本。它还使整个过程更加可靠和一致。

与前面提到的其他方法相比,这是一种成本较低的选择。但是,它不会持续很长时间,需要经常重新涂抹。也就是说,这比不使用任何磨损保护措施要好。


渗碳



渗碳,也称为表面硬化、表面硬化或渗碳,增加合金的碳含量,从而增加表面硬度。有多种方法,例如气体渗碳或液体渗碳,所有这些方法都有优点和缺点。

气体渗碳是较便宜的选择,不需要专门的设备,并且可以在大多数商店进行。缺点是它只能用于小模具并且需要更长的时间才能完成。

液体渗碳是更昂贵的选择,但它可以用于任何尺寸的模具,并且比气体渗碳更快。


氮化



渗氮是一种将氮扩散到金属表面以形成表面硬化表面的热处理工艺。该工艺最常用于低合金钢。它也可用于钛、铝和钼。渗氮是一种热处理,常用于冲压模具,以增加其耐磨性。氮化过程包括将钢合金加热到一定程度,氮气与金属发生反应,在其表面形成一层氮化物。该层增加了耐磨性,如果冲压模具要在潮湿或腐蚀性环境中使用,这可能是有益的。

氮化的缺点是它只能应用一次并且需要很长时间才能完成,因此不适用于某些应用。这个过程很昂贵,所以在很多情况下它不是最好的选择。


陶瓷涂层



陶瓷涂层通常用于冲压模具,以保护它们免受磨损。涂层由各种材料制成,例如碳化硅、氧化铝和氮化钛​​,所有这些材料各有利弊。

碳化硅是最常见的陶瓷涂层类型,因为它具有非常高的耐磨性。然而,它缺乏耐腐蚀性,使其不适合潮湿环境。

虽然氧化铝的耐磨性不如碳化硅,但它更耐腐蚀。对于在潮湿环境中使用冲压模具的应用来说,它是一个很好的选择。它也比碳化硅便宜。

氮化钛是所有陶瓷涂层中最耐腐蚀的,但也是最不耐磨的。它最适合用作设计用于生产小零件的模具的涂层。


热喷涂



热喷涂在冲压模具的表面沉积一层材料,以保护它们免受磨损。它们结合了各种材料,例如金属、陶瓷或塑料,每种材料都有其自身的优点或缺点。

金属通常用于热喷涂涂层,因为它们具有高耐磨性。然而,它们是最昂贵的选择,并且可能难以应用。

陶瓷比金属便宜,耐磨性比塑料高,但不如金属坚韧。

塑料是最便宜的选择,但耐磨性也最差。


润滑



使用优质润滑剂可以减轻冲压模具的磨损。润滑剂的作用是减少模具表面和工件之间的摩擦,从而减少磨损和撕裂的数量。

有许多可用的润滑剂,每种都有其优点和缺点。常见的类型包括油基润滑剂、水基润滑剂和干膜润滑剂。

油基润滑剂是最常见的,并且具有高粘度,这使得它们在减少摩擦方面非常有效。然而,它们使用起来可能很麻烦,并且还可能导致模具腐蚀,具体取决于制造模具的金属。

水基润滑剂不像油基润滑剂那么脏,但它们的持续时间不长,需要经常重新涂抹。干膜润滑剂也很脏,必须更频繁地重新涂抹,但它们的持续时间更长,因此在润滑冲压模具时停机时间更少。


结论

无论工艺如何,冲压模具都必须处于良好状态。腐蚀会导致它们破裂或破碎,从而永久终止它们的使用。因此,它们必须始终彻底清洁和保护,但这并不总是足够的。确保冲压模具尽可能长时间地继续工作的最佳方法是使用我们上面讨论的各种涂层之一对其进行处理。

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