≡蕖１. 前言     

　　緊固件行業(yè)冷作模具主要完成金屬或非金屬材料的沖裁狭瞎、彎曲今瀑、拉深、鐓鍛拗引、擠壓等工序借宵，制作成各種螺栓、螺釘椿烂、螺母策谅、墊片、銷(xiāo)伍配、鉚釘?shù)却奚睢Ｓ捎诩虞d形式和被加工材料力學(xué)性能不同，各種模具的工作條件差別很大铣瞒，故失效形式也不相同芯拇。在以上模具中嘉散，模具工作條件最為惡劣的是鐓鍛模腔资、擠壓模，其次是厚板小孔沖裁模完憨。  

　　2. 冷作模具的失效  

　　鐓鍛模淡厦、擠壓模主要用于螺栓、螺母巫庵、異型件的制造旋乙。它用于金屬體積成形。成形模具所受的載荷輕重根據(jù)工作形狀右冻、尺寸装蓬、變形量以及變形材料的力學(xué)性能的不同而不同。  

　　在生產(chǎn)中由于變形金屬在模具型腔中劇烈流動(dòng)產(chǎn)生嚴(yán)重摩擦纱扭，致使模具表面溫度瞬時(shí)達(dá)到 400 ℃牍帚，要求這類(lèi)模具型腔能承受較大壓力儡遮、張力和摩擦力，不開(kāi)裂暗赶，不變形鄙币，不磨損。 

　　對(duì)于沖裁模蹂随，它要求刃口在板料沖裁（錐墊十嘿、帶齒墊片等）過(guò)程中保持鋒利與完整，不崩刃岳锁、不變形绩衷、耐磨損，沖頭尤其具有高的強(qiáng)韌性和耐磨性激率。 

　　在生產(chǎn)中常見(jiàn)模具失效形式有以下幾類(lèi)：  

　　(1)斷裂失效 模具在使用中突然出現(xiàn)大裂紋或發(fā)生破損而失效唇聘。如沖裁模崩刃，冷擠壓模和冷鐓模的沖頭斷裂私庇，凹模破裂匿忿。在冷鐓模、冷擠壓模工作時(shí)舀蚕，由于成形力大执鲜，在金屬變形過(guò)程中模具表面的瞬時(shí)溫度很高，造成溫度循環(huán)厢申，也加速疲勞裂紋產(chǎn)生鲜伶。  

　　(2)變形失效 如凸模鐓粗、彎曲钧饥、凹模型腔下沉塌陷惨侍、棱角堆塌、哪塾孔脹大等箱充。  

　　(3)磨損失效 如厚板沖裁模刃口、冷鐓冷擠模型腔尺寸超差尚憔。  

　　3.  材料選擇及熱處理  

　　選擇模具材料首先要了解模具鋼的材質(zhì)成分镰吆、性能，模具的使用條件以及模具失效形式跑慕，針對(duì)性地選材万皿。  

　　3.1 沖裁模  

　　沖裁模刃口承受的剪切力大，摩擦發(fā)熱嚴(yán)重核行，易磨損牢硅。凸模易產(chǎn)生崩刃、折斷等。對(duì)于批量較大的厚板沖裁募跤啵可選用 W18Cr4V 鋼 W6Mo5Cr4V2 鋼制作凸模婆赠，用 Cr12MoV 鋼制作凹模，這類(lèi)鋼耐磨性抗壓強(qiáng)度較好佳励，基本能滿(mǎn)足使用要求休里，但韌性較低、碳化物分布不均勻赃承，使模具易斷裂及崩刃妙黍，模具壽命也不理想。目前瞧剖，緊固件企業(yè)多數(shù)使用了基體鋼（ LD 酷雌、 65Nb 等），低合金高強(qiáng)度鋼（ GD ）名娶，降碳高速鋼（ 6W6Mo5Cr4V ）游禽，火焰淬火鋼（ 7CrSiMnMoN ）等。 

　　基體鋼由于有較高的強(qiáng)韌性健娄，克服了 Cr12MoV 鋼脆斷傾向植坝，使沖裁模壽命顯著提高。  

　　3.2 冷鐓模     

　　冷鐓模工作時(shí)翁焦，凸模必須承受強(qiáng)烈的沖擊力郑煌，其最大壓應(yīng)力可達(dá)到 2500N/mm2, 一般低合金工具鋼是不能承受的，必須采用高強(qiáng)韌性合金工具鋼和硬質(zhì)合金制造茎倘。  

　　對(duì)于冷鐓六角螺栓钾趁，六角螺母冷作模具，應(yīng)采用高強(qiáng)韌租江、高耐磨性模具鋼 65Nb 斑泳， LD ， GM 献丑， LM 末捣， 6W6Mo5Cr4V 鋼。這類(lèi)鋼強(qiáng)韌很高阳距，耐磨性稍次塔粒。如在冷鐓模表面實(shí)施強(qiáng)化處理，如 PVD 物理氣相氮化鈦涂層筐摘，氣體氮碳共滲、液體氮碳共滲船老、硼――碳復(fù)合滲等咖熟，就可明顯提高冷作模具耐磨性。  

　　硬質(zhì)合金是用粉末冶金方法制造的復(fù)合材料，其硬度很高馍管、耐磨性好郭赐，用于制作冷鐓模具，其使用壽命可提高數(shù)倍和數(shù)百倍确沸。如六角螺栓冷鐓模芯捌锭、縮徑模套壽命可達(dá) 20 萬(wàn)～ 50 萬(wàn)件，但其較脆境愕，韌性較差秋降，且不能進(jìn)行車(chē)、銑停楞，只宜磨削加工别逐。  

　　鋼結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金是以碳化物為硬質(zhì)相、鋼作粘結(jié)相形成的復(fù)合材料羔漂，鋼結(jié)硬質(zhì)合金有良好的耐磨性敢智，其強(qiáng)度和韌性高于硬質(zhì)合金，并可進(jìn)行機(jī)械加工和熱處理匹说，在冷作模具中得到廣泛應(yīng)用晚号，主要以碳化鎢鋼結(jié)硬質(zhì)合金為主（簡(jiǎn)稱(chēng) DT 合金）。 

　　鋼結(jié)硬質(zhì)合金制作各種冷作模具卫驯，主要以鑲套為主酪捏。采用 DT 合金制造 M6 、 M8 半圓頭螺釘冷鐓模贸左，模具壽命比 9CrSi 鋼 8 萬(wàn)件產(chǎn)量提高 30 倍层锄，壽命可達(dá) 250 萬(wàn)件。而制造 M20 六角螺母冷鐓模比 Cr12MoV 鋼 0.4 萬(wàn)件產(chǎn)量提高 55 倍矿卑，壽命達(dá) 22 萬(wàn)件喉恋，經(jīng)濟(jì)效益顯著。 

　　3.3 冷擠壓模     

　　各類(lèi)緊固件的擠壓成型是在強(qiáng)烈的三向壓應(yīng)力狀態(tài)下完成的母廷。凸模既受強(qiáng)大的壓應(yīng)力轻黑，又受各種不均衡側(cè)向力，在回程時(shí)瞬間易引起斷裂琴昆。受力復(fù)雜的凸模氓鄙，特別是在凸模尺寸變化應(yīng)力集中處，易產(chǎn)生脆性斷裂业舍。而凹模有脹裂的可能以及由于金屬材料劇烈流動(dòng)而引起模腔嚴(yán)重磨損抖拦。  

　首先 , 應(yīng)重視選材和熱處理工藝，如 6W6Mo5Cr4V2 舷暮、 LD 态罪、 65Nb 噩茄、 LM2 、 GD 复颈、 7CrSiMnMoV 等鋼可大大提高強(qiáng)韌性绩聘，其次 , 耐磨性可通過(guò)表面處理來(lái)達(dá)到。  

　　例如圾董，冷擠壓發(fā)動(dòng)機(jī)異型件钱淳，如鎖芯、接頭凹凸模常用高速鋼制作几谐，抗壓強(qiáng)度和耐磨性都很好恳瞄，缺點(diǎn)是韌性差，易脆斷随象，降低淬火溫度可提高該鋼的斷裂抗力载蜓。 6W6Mo5Cr4V 鋼比原用 W18Cr4V 、 Cr12MoV 鋼制作凹模原壽命 1 萬(wàn)多件提高到 40000 件達(dá) 4 倍聪蔬，淬火溫度 1080 ～ 1120 ℃肄绢， 560 ℃回火三次，就是一個(gè)例子无价。

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