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硬质合金冲压模具

目前硬质合金冲压模具多数采用WC-Co系合金(以碳化钨为主,其中加结合材料钴,用粉未冶金法制造的合金)。这种硬质合金硬度高,熔点高,性质稳定,适于做模具材料。因为Co比WC的润滑性好,在高温时具有较高的溶解度,而在常温时,WC比Co的溶解度小,所以保持一定的韧性。WC-Co硬质合金是目前应用最广泛、产量最大的硬质合金,优良的性能得益于WC和Co这两种材料各自性能的结合。

硬质合金冲压模具,在工业生产中主要用来加工螺栓、螺母、钢壁钉、木螺钉和铆钉等常用的工件。常规的螺栓冷缴成形加工工艺,具体可以分为还料、镦头、聚积、成形、搓纹等五个步骤。冲压加工的优点是材料的利用率高,金属消耗少,生产效率高,自动化程度高。模具在工作过程中要承受巨大的冲击力,单位压力高达200MPa,因此就要求模具材料具有高硬度、高耐磨性、高的冲击疲劳强度和足够的冲击韧性。

硬质合金冲压模具   硬质合金冲压模具

硬质合金集合了金属碳化物硬度高和粘接金属塑性良好的优点,从而具有一系列优良性能:
1.高强度和高硬度,特别是在较高的温度下仍然具有很高的硬度,即红硬性很好;
2.高弹性模量,刚性好,应力作用下没有明显的塑性变形;
3.高抗压强度,可承受大额载荷并保持形状不变;
4.良好的耐磨性;
5.热膨胀系数小;
6.良好化学稳定性,在高温下没有明显的氧化行为。

硬质合金冲压模具的设计要点
为了有效地进行硬质合金冲压模具设计,应注意:
1.因硬质合金的凸模和凹模寿命长,而其他部件寿命短,故应对材料性质、硬度和部件的替换性作详细的分析。
2.要对产品形状、材料性质、精度和坯料尺寸等进行充分的研究,再设计硬质合金冲压模具。
3.所用的冲床,要具有足够的精度、刚度和压力。采用滑柱式冲压模具较为有利。
4.对凹模和凸模的结构,应作全面考虑,不仅强度要够,而且要加工容易,简化加工工序。特别是凹模和凸模的拐角处,容易磨损和出缺口,加工不便。
5.凹模和凸模要固定可靠,拆卸容易。
6.在小面积的凸、凹模下,装置淬火的冲头热板,防止凸凹模下陷。

硬质合金冲压模具的失效
因为具有高硬度、高耐磨性、高红硬性等优点而被称之为现代工业牙齿。硬质合金是石油钻探、矿山幵采、冶金、机械、化工、军工等领域不可或缺的工具材料。用来生产螺母、螺钉、钢壁钉等零件的硬质合金冲压模具,其工作条件都是在一定载荷下承受一次或多次冲击加工以便使金属零件达到成形尺寸要求。在实际工况条件下,硬质合金模具容易受到交变载荷、冲击、震动的影响,工作条件十分恶劣。经历过上百万次的冲击后,硬质合金表面容易出现显微裂纹,这些裂纹在持续的工作下慢慢扩展,最后导致模具失效。


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