如何提高冷挤压冲头的寿命？

霜月 · 发表于 2009-8-12 22:51:13

有一带内齿零件，材料为20CrMnTi，锻造后等温正火，齿坯硬度控制在150~190HB范围，内齿有三等分槽，采用冲压加工成型，冲头材料为Cr12MoV，冲头硬度控制在57~60HRC，因冲头工作部分截面厚度仅1.5mm，因此冲头寿命比较短，平均下来一只冲头只能加工50~60个零件左右，在此请教各位：如何提高该冲头的寿命？

钢铁医生 · 发表于 2009-8-13 00:12:45

你先分析下，模具失效的原因在来找途径

NEWAGE · 发表于 2009-8-13 09:58:45

该冲头寿命短的原因是什么？是崩口、开裂、还是磨损？Cr12MoV的材料，硬度才57~60HRC，有点低了。冷作模具，主要是要求耐磨，同时还要具备一定的韧性承受一定的冲击。Cr12MoV是典型的冷作模具钢，特点是高碳高铬，含有大量的共晶碳化物。Cr12MoV模具要好用，需处理好两个事情：碳化物与基体组织。碳化物最好是圆整、细小、分布均匀；基体是回火马氏体，尽量减少残余奥氏体。当只要求耐磨性时，热处理工艺为低温淬火+低温回火，硬度60~64HRC，马氏体细小；当要求具有较高的红硬性时，热处理工艺为高温淬火+多次高温回火，硬度为60~62HRC，马氏体较粗大。
建议对失效冲头取样进行金相分析，知道原因，才好有的放矢。

霜月 · 发表于 2009-8-13 12:17:51

该冲头主要失效方式有两种：断裂和塑性变形。
冲头金相分析前后进行过多次，未发现组织有什么问题，目前正在进行新一轮的失效分析，结果还未出来。

dhzhou888 · 发表于 2009-8-13 12:30:59

Cr12MoV的材料是很差的，至少要Cr12Mo1V1。再做失效分析的价值不大！因为企业的分析仪器不全。我推荐用高速钢。我所知道的某大型专业齿轮公司用的是日本高速钢。

所以因为 · 发表于 2009-8-13 12:37:53

是否可以提供热处理工艺？

excellence · 发表于 2009-8-13 12:48:01

我觉得问题可能并不在热处理，这么小的槽（齿坯厚度？）用冷挤压的方式加工是否合适？本人不懂模具设计，请这方面的专家释疑。

dhzhou888 · 发表于 2009-8-13 12:48:48

上传一份资料，供参考。

霜月 · 发表于 2009-8-13 13:05:55

谢谢楼上各位的回复！
我对模具的选材和热处理不很了解，该冲头的热处理工艺为：550℃预热30分钟后，盐炉加热到1030℃，加热时间由操作者掌握，油冷，430~450℃温度回火。
受齿轮结构尺寸的限制，冲头结构和尺寸无法更改。

excellence · 发表于 2009-8-13 13:29:03

从热处理角度来说应属于强韧化问题，可参考这篇文章http://www.rclbbs.com/viewthread.php?tid=36817&highlight适当修改工艺。

[ 本帖最后由 excellence 于 2009-8-13 13:32 编辑 ]

所以因为 · 发表于 2009-8-13 13:40:03

冲头结构和这样的尺寸确实容易发生断裂失效，现在只有从热处理工艺上作一试验和调整，提供一参考工艺：
一次预热550℃，二次预热850℃，盐炉加热1040~1050℃，260~280℃贝氏体等温1h，530℃回火1h，3次。硬度范围在57~58左右。

freematerial · 发表于 2009-8-13 15:27:35

请问11楼，这样处理的话，每一步的作用是什么？

耿建亭 · 发表于 2009-8-14 18:46:09

1注意冲头流线
2原料组织要合格
3热处理保证冲头晶粒要细，最好细到12级
4较高温度回火后进行氮碳共渗/或氮碳流三元共渗
5其他细化晶粒及增加表面耐磨性，或减小表面磨擦的工艺。也可进行形变处理。
个人意见，不足为凭

霜月 · 发表于 2009-8-14 22:32:46

此次理化分析判定为锻造后预处理组织不良，最终热处理时加热温度偏低或保温时间短、碳化物未溶解，淬火后存在网状碳化物是寿命低的原因。
也检测了齿坯硬度，大都在140~160HB范围，因该零件需要拉削加工内齿，坯件硬度不能再降低了。

qibao9891 · 发表于 2009-8-16 00:04:06

1.建议校核冲头抗压强度。如不足，建议更换W6材料。
2.建议校核冲头失稳条件。如不足，建议按照深孔冲更改模具结构。

断裂疑为冲头失稳所致，塑性变形疑为抗压不足所致。

独孤求醉 · 发表于 2009-8-16 00:38:38

模具材料和模具结构有问题

霜月 · 发表于 2009-8-18 10:28:26

该模具结构是否有问题现在还说不清楚，因为该模具已经使用好多年了，冲头寿命长时能加工上千件产品，但这种情况比较少。
看了各位的建议，目前想将材料改为高速钢。

dhzhou888 · 发表于 2009-8-18 13:44:14

同意你的观点，先用6542高速钢。进一步提高寿命，就要用日本的专利高速钢了。我在5楼说：我推荐用高速钢，我所知道的某大型专业齿轮公司用的是日本高速钢。因为该公司研究所博士后工作站与我合作过。Cr12MoV的材料是很差的，如果按我的办法可以变得好一点，但我不放心。

dhzhou888 · 发表于 2009-8-18 14:16:14

日本日立金属的专利钢是YXR3 是中碳Mo-V系高速钢。YXR7是高碳Mo-V系高速钢。YXM1（SKH51），YXM4（SKH55），XVC5（SKH57），YXR1，YXR33，HAP10，HAP40，HAP50，HAP72。人家用的模具是YXR3钢，非工作部分是H13，或Cr12MoV。

qibao9891 · 发表于 2009-8-18 22:03:36

只有上千件的寿命，且不常见，说明还是有问题的。
如果是强度和失稳方面的问题，很可能冲头目前处在一个临界值附近，所以寿命有大幅的波动。
还是校核一下的好。

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