公司2006 年引进两条快速锻造自动生产线，主要用来生产齿轮类锻件，一分钟最快可以生产25件/min。模具按五工位设计，隔工位锻造。普通单机的生产节拍大概在3～4 件/min，由于生产节拍慢，对模具的设计要求较低， 模具的冷却润滑相对有足够的时间。刚开始快速锻造模具寿命不太理想，经过我们从优化设计、模具表面处理、模具加工工艺改进及不断调整喷淋系统参数等方面的不断摸索，最终模具寿命达到了预期的目标。为此， 我们总结了一定的经验。
公司采用的是闭式锻造工艺，因受模具型腔体积的限制，对坯料的重量及端面质量提出了较高的要求。因为坯料重量超重， 而型腔体积一定，这样会使锻造成形力瞬间剧增，那么模具所承受的力也相应增大，最终导致模具提前报废。另外，在计算下料尺寸时也要十分精确。坯料的端面如果倾斜过大，那么镦粗鼓形呈椭圆形， 在快速的锻造过程中金属流动就不均匀，导致锻件的某一边会挤出毛刺，可能出现废品。一旦有毛刺挤出，同样对模具寿命有很大影响。毛刺会使上、下模错移， 模具受力不均等。
模具材料是影响模具寿命最为明显的因素。首先上、下模具材质不同，因为上模受冲击载荷，所以韧性要好，强度要高；而下模可以选择相对韧性低一点的材质，同时一定要红硬性高，否则模具由于温度升高到一定程度会出现退火现象。目前国内H13 热作模具钢材应用比较多，经验表明H13 钢适合用于上模。
在模具设计前应考虑到模具加工制造水平的高低，一般情况下应该采用成形镦粗，这样可以使镦粗后工件的形状规则，为预成形工位奠定基础。预成形工位分料不要太多，否则预成形模具寿命会降低，而且也增加设备打击力。理想状态是终锻成形力大约等于预成形力的2 倍比较合适。还要注意模具圆角的大小，如果太小，会造成此处应力集中，导致模具开裂；如果圆角太大，金属流动会加快，这样就加速了模具的磨损。设计闭式模锻模具时要根据工件形状大小，确认是否需要增加排气孔，以防止憋气，锻件局部充不满。特别要注意模块间配合间隙大小，事先要计算出模块的热膨胀系数，然后确定间隙大小。若设备精度不够，需增加导套、导柱机构，或其他导向部件。 模具的热处理工艺直接影响着模具寿命的高低。为有效防止热处理变形，最好选用真空炉，选择好的淬火油。一般热作模模具热处理都采用淬火+回火工艺。因为上、下模的热处理硬度要求不同，差值应该在一个比较合理的范围之内，上模大约48HRC，下模约50HRC。精加工时一定要注意表面质量，最忌讳的是型腔表面处有刀痕，刀痕会使应力集中，最后导致模具开裂。为防止模具过早的磨损和打塌，最好在经加工后表面处理，气体氮化比离子氮化效果要好。如果有配合尺寸要求，那么加工时就得考虑氮化层厚度，这一点至关重要，因为氮化后尺寸会发生变化，影响装配尺寸，而且氮化后的硬度很高，可达62HRC，难以加工。 喷淋系统是一个非常复杂的系统， 当然前提是选择一种较为合适的脱模剂。脱模剂的热稳定性、喷在模具型腔的成膜性要好、润滑性能要高，和水的亲和性要高。调整参数前，要确定合理的脱模剂浓度配比，浓度太低，润滑能力不够，锻件脱模困难；浓度太高，对模具的冷却不够，模具温度降不下来，而且还造成浪费。其次应该对压力、喷射量、喷射时间等进行调整。快速锻造的喷淋系统一般是先冷却后润滑， 通过我们的不断调整， 模具预热温度由原来的460℃下降到最后的200℃以下。
快速锻造近几年来在国内兴起， 模具寿命是大家共同关注的焦点。由于模具温度难以降到比较合理的范围，很多厂家尝试采用温锻工艺，主要是因为终锻温度低，那么模具寿命就会较长。影响快速热模锻模具寿命的因素是多方面的， 也有不少专业科研机构在原材料方面进行探索，也有一定成效，但还是需要大家的共同努力， 只顾及某一方面是很难提高模具寿命的。
作者：文/陕西法士特集团公司●张维强
本文采摘于网络，不代表本站立场，转载联系作者并注明出处：https://mjgaz.cn/mjg/277678.html
