1．引言  

　　隨著機(jī)械工業(yè)的迅速發(fā)展及對(duì)外經(jīng)濟(jì)的日益擴(kuò)大，尤其是中國(guó)加入WTO后，深入研究及發(fā)展少切屑新工藝的趨勢(shì)已非常重要驳遵。因?yàn)槔鋽D壓工藝給套筒類產(chǎn)品帶來(lái)了很多優(yōu)點(diǎn)，即提高力學(xué)性能山涡、減少機(jī)械加工工時(shí)堤结，提高材料利用率及生產(chǎn)率、降低產(chǎn)品成本等爱饲。但從冷擠壓套筒零件的生產(chǎn)情況來(lái)看肢阿，因冷擠壓凸模不僅承受軸向沖擊力的作用，同時(shí)又不可避免地承受徑向力的作用（這里所指徑向力是指作用于凸模側(cè)壁各力的總稱）乳嘁，由于各種原因引起甸赏，如坯料端面的不平行度、坯料在凹模中的位置有偏移寻适、左右導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的間隙不一樣造成模架竄動(dòng)藏崇、上模板上平面與下模板下平面之間的平行度超差等。冷擠壓凸模的破壞形式及預(yù)防措施介紹如下：  

　　凸模是冷擠壓模具中最重要的部分奉念。凸模必須能承受很高的抗壓負(fù)荷，而且又要有足夠的沖擊韌度熊骆，以防因任何一個(gè)微小的彎曲而引起側(cè)向壓力使凸模突然斷裂鹿竭。同時(shí)凸模還要具有良好的耐磨性，以防發(fā)熱時(shí)可能發(fā)生的軟化纳倚，避免可能產(chǎn)生的刮痕和咬傷胜溢，并防止可能出現(xiàn)的永久變形。  

　　冷擠壓凸模的破壞主要是由于工作應(yīng)力過(guò)大章母，偏心載荷和應(yīng)力集中引起短期疲勞而破壞母蛛。  

　　從目前的各種零件冷擠壓生產(chǎn)情況來(lái)看，凸模最主要的破壞形式是：永久變形乳怎、折斷彩郊、斷裂、裂紋和破損蚪缀。  

　　2．凸模永久變形破壞及其預(yù)防措施  

　　凸模在擠壓過(guò)程中秫逝，發(fā)生鐓粗、變形和彎曲等永久變形，稱為塑性變形违帆。引起凸模變形的主要原因是：  

　　(1)擠壓力過(guò)大浙巫，超過(guò)凸模材料的屈服強(qiáng)度。  

　　(2)凸模的強(qiáng)度和硬度偏低刷后。  

　　(3)毛坯材料的硬度過(guò)高的畴。  

　　(4)坯料體積過(guò)大，多余材料無(wú)法排除尝胆。  

　　(5)凸模材料選擇不當(dāng)丧裁。  

　　為了防止凸模彎曲和變形，應(yīng)采用熱硬性較好燎拟、抗壓強(qiáng)度較高的高速工具鋼制造凸模靶疟，淬火回火后硬度在61HRC以上。提高坯料精度享秒，使坯料兩端面平行脂桂，并將坯料硬度控制在110HB以上。此外蛆古，還應(yīng)提高模具的導(dǎo)向精度和安裝精度港驶，以保證擠壓時(shí)凸凹模同軸。  

　　3．凸模折斷舔伴、斷裂滨靴、裂紋破壞及其預(yù)防措施  

　　斷裂是直接影響凸模壽命和危害最大的一種破損形式。凸模的斷裂常常從一個(gè)極微小的切痕或劃痕開始溃柑，逐漸擴(kuò)大形成環(huán)狀裂紋巴疾，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)開裂和突然折斷。引起裂紋的主要原因是由于反復(fù)交變應(yīng)力作用和周期性溫度變化的結(jié)果稀境。在擠壓過(guò)程中玲躯，短時(shí)間產(chǎn)生大量的熱量，使模具溫度升高鳄乏，每擠一次就是一個(gè)熱冷循環(huán)跷车。在這種熱冷交替的作用下，模具表面的應(yīng)力符號(hào)也交替變化橱野，因而導(dǎo)致熱疲勞裂紋的產(chǎn)生朽缴。可見水援，疲勞是導(dǎo)致凸模開裂的主要原因之一密强。還有，承受偏心載荷時(shí)常常在圓角與直線部分交接位置（即截面或形狀變化的部位）發(fā)生裂紋蜗元、甚至斷裂誓斥。尤其是這些過(guò)渡部位處的圓角很小或相接不圓滑時(shí)只洒，開裂更為嚴(yán)重，這是因?yàn)檫@些部位是應(yīng)力集中區(qū)劳坑，是產(chǎn)生裂紋的發(fā)源地毕谴。因此，將這部分設(shè)計(jì)成帶有適當(dāng)?shù)膱A角距芬，仔細(xì)加工并進(jìn)行拋光霉尊，使其圓滑相接，避免應(yīng)力集中珍催，是防止裂紋的有效辦法督赡。   

　　凸模的斷裂，按其破壞性質(zhì)和斷裂部位的形態(tài)禾底，分為橫向裂紋磷可、縱向裂紋和徑向裂紋3種類型。橫向裂紋又有2種情況据鼓，折斷大多數(shù)發(fā)生在過(guò)渡處荸刁，有時(shí)也在擠壓件的口部作用部位和凸模與固定板連接的部位發(fā)生折斷。折斷主要是由于偏心負(fù)荷造成的彎曲應(yīng)力引起的弦银，受應(yīng)力集中的影響較小态措。在反擠壓杯形件時(shí)，若凸模的圓角R處過(guò)分限制反擠宦衡，則該處將發(fā)生橫向裂紋桑抱。當(dāng)反擠壓杯形零件的口部偏斜較大，即一面高一面低尼荆，在退料時(shí)由于側(cè)向力引起的彎曲力矩左腔，常使凸模折斷。  

　　另一種拉斷捅儒，多半是在潤(rùn)滑條件變壞的情況下液样，發(fā)生在截面變化的部位，拉斷的主要特征是其斷口平整野芒。改善潤(rùn)滑條件蓄愁，減小摩擦双炕，是防止凸模被拉斷的有效措施狞悲。  

　　縱向裂紋的幾種常見形式，縱裂是發(fā)生在工作環(huán)帶的圓周上妇斤。這是疲勞性質(zhì)的裂紋摇锋，是由周期性、熱冷的交變應(yīng)力作用引起的站超，還與坯料潤(rùn)滑好壞荸恕，凸模硬度大小有關(guān)。為了減少這種微小的縱向裂紋的發(fā)生，首先要選用韌度較好的高速鋼材洪洪，采用軟氮化處理先俐，以增加表面的耐磨性、耐疲勞性极谚。其次坷字，應(yīng)選用合適粒度的砂輪，嚴(yán)格控制磨削時(shí)的進(jìn)刀量疲些。在磨削后加以拋光通肋。同時(shí)改善潤(rùn)滑質(zhì)量、減小摩擦眷抠，提高凸模的表面硬度璃蓬，保證在61HRC以上。  

　　由工作端面開始沿縱向向上發(fā)展的縱向裂紋和中心開裂漏踊，多數(shù)是由于材料缺陷引起的想祝，如碳化物分布不均勻，材料偏析過(guò)大等摧辣。因?yàn)樘蓟锓植疾痪鶆驎?huì)增加鋼的脆性飞校，降低鋼的強(qiáng)度。生產(chǎn)中旨袒，一般將材料的偏析控制在三級(jí)以下汁针，對(duì)于小直徑棒料，這基本上是可以達(dá)到的砚尽，對(duì)于大直徑棒料施无，必須通過(guò)嚴(yán)格的鍛造工藝，才能消除過(guò)大的碳化物偏析必孤。兩種縱向裂紋猾骡，是由于連接部位的圓角過(guò)小或相接不圓滑引起的。因此敷搪，將連接部位設(shè)計(jì)成圓角兴想，仔細(xì)加工拋光，使其圓滑過(guò)渡且無(wú)應(yīng)力集中赡勘，是防止角部開裂的有效措施嫂便。  

　　在凸模工作和尾部端面上沿徑向所發(fā)生的裂紋，在凸模工作圓角處所發(fā)生的裂紋闸与，是位于表層的輕微裂紋毙替。這種裂紋常常從一個(gè)極微小的磨痕、劃痕或金屬粘連拉傷開始喳卢，由極細(xì)的條紋逐漸擴(kuò)展成微裂紋弯枢。因此玖远，降低圓角部位的表面粗糙度和提高其硬度，采用優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑劑以防金屬粘連涡瀑，便可避免這種裂紋的發(fā)生契惶。凸模工作端面上的網(wǎng)狀裂紋，是一種由于擠壓時(shí)的熱效應(yīng)而引起的熱疲勞造成的婉错。有時(shí)捕导，當(dāng)磨加工的磨削量過(guò)大，進(jìn)給太快時(shí)学和，由于表面過(guò)熱所引起的龜裂孔选，在擠壓時(shí)也會(huì)發(fā)展成為網(wǎng)狀裂紋，因此袋滔，在磨削成形端面時(shí)厨鸣，應(yīng)選用粗粒度的砂輪，接近成品時(shí)缩旬，每次磨削量要小续誉，同時(shí)應(yīng)檢查回火處理以及軟氮化和鍍鉻等表面處理情況。在凸模尾部端面上初肉，有時(shí)類似網(wǎng)狀裂紋的端部開裂酷鸦。這種表面為網(wǎng)狀，向縱向發(fā)展的開裂現(xiàn)象牙咏，是由于端面不平臼隔，材質(zhì)不均勻，或由于凸模墊塊不平妄壶、中心壓塌變形摔握，而使端面接觸不良引起的。所以丁寄，凸模的尾部端面應(yīng)平坦氨淌，且與工作端面平行，并采取足夠厚度和強(qiáng)度的凸模墊塊伊磺，以增加其剛性盛正，防止變形。  

　　4．凸模磨損破壞及其預(yù)防措施  

　　在冷擠壓成形過(guò)程中屑埋，由于坯料沿著模具表面既滑動(dòng)又流動(dòng)矢骚，因此，模具工作表面必然會(huì)發(fā)生磨損鹤叹。根據(jù)摩擦表面發(fā)生的現(xiàn)象灿打，冷擠壓凸模的磨損有磨料磨損玛纹、氧化磨損父历、機(jī)械咬合磨損和疲勞磨損4種杏兰。  

　　凸模磨損現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于本身表面硬度低、潤(rùn)滑不良斩却、變形抗力大所引起秀毡。  

　　預(yù)防措施應(yīng)根據(jù)其破壞的原因，采用相應(yīng)的方法召摔，如碳化物偏析小智精、組織均勻的優(yōu)質(zhì)材料、高強(qiáng)度际终、高硬度鋼種或硬質(zhì)合金丙卧，多次回火熱處理工藝、優(yōu)良潤(rùn)滑劑等誓呆。  

　　折斷   

　　(1)斷口傾斜洪鸭。   

　　(2)斷口處有明顯撕裂條紋。 

　　(3)斷裂發(fā)生于過(guò)渡部位   

　　(4)突然產(chǎn)生   

　　形 成 原 因   

　　(1)坯料端面不平仑扑，擠壓時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向力览爵，使凸模彎曲而折斷。      

　　(2)坯料與模腔的間隙大镇饮，擠壓時(shí)不均勻的金屬流動(dòng)蜓竹，使凸模承受不均衡的偏心載荷而折斷。  

　　(3)凸模安裝偏心储藐、傾斜俱济，與凹模不同軸。   

　　(4) 凸模過(guò)渡處圓角半徑過(guò)小或相接不圓滑钙勃，由于應(yīng)力集中姨蝴，使凸模折斷。      

　　(5) 凸模過(guò)渡處存在刀痕磨痕肺缕、劃傷和淬火裂紋左医。      

　　(6) 凸模細(xì)長(zhǎng)，工作部分的長(zhǎng)徑比過(guò)大同木。   

　　(7)模具材料選擇不當(dāng)男鳞，熱處理硬度偏高，回火不足使脆性增大膏逮。   

　　(8)設(shè)備精度差拣壮，剛性低。   

　　預(yù) 防 措 施   

　　(1)采取校形工序琢刮，提高坯料精度呈缴。   

　　(2)將坯料與模腔間隙控制在0.1mm以內(nèi)。   

　　(3)提高安裝精度耍烙，采取有效的導(dǎo)向方法酌峻。   

　　(4)加大圓角半徑盈综，仔細(xì)加工并拋光至Ra0.4μm以下。   

　　(5)精加工并拋光坊阎，去除加工痕跡和劃痕寒圃。   

　　(6)盡量縮短凸模長(zhǎng)度，尤其是工作部分有效長(zhǎng)度與其直徑之比惶政，應(yīng)控制在4以下背涉。   

　　(7)選擇強(qiáng)韌性極好的高速鋼制作凸模，采取低溫淬火充分回火移必，增加凸模的韌性室谚。   

　　(8)采用精度高、剛性好崔泵、大噸位的專用擠壓機(jī)舞萄。    

　　拉斷   

　　(1)斷口平坦。   

　　(2)斷口似灰鐵狀且具有光澤管削。   

　　(3)斷口位于截面過(guò)渡部位倒脓。   

　　形 成 原 因      

　　(1)在圓角和直線的相接部位，存在粗糙的刀痕含思，尖銳的線狀劃傷崎弃，由于反復(fù)作用產(chǎn)生疲勞裂紋，并擴(kuò)展成環(huán)狀裂紋含潘，最后拉斷饲做。  

　　(2) 凸模承受的壓力過(guò)大。   

　　(3) 凸模材料的抗壓強(qiáng)度不足遏弱。   

　　(4)潤(rùn)滑不良盆均，摩擦力過(guò)大，卸料時(shí)將凸模拉斷差齐。   

　　預(yù) 防 措 施   

　　(1)仔細(xì)加工依堆，去除刀痕、切痕和劃傷气弥。      

　　(2)選擇優(yōu)質(zhì)材料驮荚，提高凸模的抗壓強(qiáng)度和承載能力。      

　　(3)選用優(yōu)良潤(rùn)滑劑给措，以降低摩擦兆送。 

　　縱向裂紋  

　　(1)在工作環(huán)帶的圓柱表面上。  

　　(2)處于表層炮罩。  

　　(3)輕微棺距、細(xì)小。  

　　形 成 原 因  

　　(1)凸模工作帶表面不光潔、粗糙且有劃痕榴蜻。  

　　(2)凸模表面硬度不夠秕肌。  

　　(3)凸模過(guò)熱，表面發(fā)生軟化就餐。     

　　(4)潤(rùn)滑不良表面摩擦大，金屬粘連凸模并拉傷其表面故觅。  

　　預(yù) 防 措 施     

　　(1)磨加工時(shí)厂庇，采用合適粒度的砂輪，并控制進(jìn)給量输吏，以防止加工過(guò)熱產(chǎn)生的微裂紋权旷。     

　　(2)精加工并拋光至Ra0.4μm以下。     

　　(3)選用熱硬性較好的高速鋼制作凸模贯溅，保證淬火后硬度在61HRC以上拄氯。  

　　(4)選用優(yōu)良潤(rùn)滑劑。   

　　縱向開裂  

　　(1)沿軸方向它浅。  

　　(2)或處于中心部位译柏。  

　　(3)明顯開裂。  

　　形 成 原 因  

　　(1)材料嚴(yán)重偏析姐霍。     

　　(2)碳化物分布不均鄙麦。  

　　(3)殘余奧氏體過(guò)多。  

　　預(yù) 防 措 施     

　　(1)采用組織均勻的優(yōu)質(zhì)材料镊折。 

　　(2)采用鍛造加工胯府，將碳化物偏析控制在三級(jí)以下。  

　　(3)采用冰冷處理马前，使殘余奧氏體穩(wěn)定痪猛。  

　　徑向裂紋  

　　微裂紋  

　　(1)工作端面。  

　　(2)圓角半徑處居截。  

　　形 成 原 因  

　　(1)熱疲勞引起模具表面軟化算换。  

　　(2)磨削留量大，進(jìn)給速度快六呼，由于表面過(guò)熱引起的微裂紋濒陈。  

　　(3)熱處理時(shí)，表面脫碳姚库。  

　　(4)金屬粘連拉傷凸模表面嘶遏、線狀劃傷擴(kuò)展成裂紋。  

　　預(yù) 防 措 施  

　　(1)采用軟氮化處理被紊。  

　　(2)選用粗粒度砂輪宰爆、接近成品尺寸時(shí)，磨削進(jìn)給量相應(yīng)減小丝仿。  

　　(3)控制熱處理溫度蟆豫。  

　　(4)降低凸模表面的粗糙度议忽，提高硬度，并精細(xì)加工十减，拋光至Ra0.4μm以下栈幸。  

　　中心開裂  

　　(1)尾部端面上。  

　　(2)由中心徑向放射狀帮辟。  

　　形 成 原 因  

　　(1)材料組織不均勻速址，碳化物嚴(yán)重偏析。  

　　(2) 凸模尾部端面不平由驹，受力不均勻芍锚。  

　　(3) 凸模墊塊薄，且支承面積小蔓榄。  

　　(4) 凸模墊塊壓塌變形并炮，使凸模尾端的中心部位懸空。  

　　預(yù) 防 措 施  

　　(1)采取鍛造工藝甥郑，將碳化物偏析控制在三級(jí)以下逃魄。  

　　(2)凸模尾部要平，不允許留頂尖孔澜搅。  

　　(3)增加墊塊厚度玖生，加大其支承面積。  

　　(4)墊塊應(yīng)定期檢查绰蚁，遇有變形時(shí)應(yīng)重磨或更換丑钱。 

　　5 結(jié)束語(yǔ) 

　　上述技術(shù)措施，應(yīng)綜合應(yīng)用嘁汞，既要提高模具壽命呕漾，降低模具成本，又要使其產(chǎn)品質(zhì)量不受影響凰侈。應(yīng)以不斷探索锋力、不斷更新、不斷提高郎丰、不斷總結(jié)的精神來(lái)完成現(xiàn)代模具生產(chǎn)吩饶。

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