精密沖壓件拉毛是生產(chǎn)過程中常見的一種質(zhì)量缺陷,在各大汽車生產(chǎn)廠中普遍存在。

拉毛一方面降低了生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率,零件報(bào)廢率上升,另一方面會(huì)使模具發(fā)生更嚴(yán)重的磨損,降低模具壽命和沖壓件精度,增加修模次數(shù)和生產(chǎn)停機(jī)時(shí)間。?

拉毛的實(shí)質(zhì)是由于工件和模具表面局部出現(xiàn)粘著(咬合)。而改善拉毛問題有多種方法,其基本原理都是改變模具與被加工零件之間摩擦副的性質(zhì),使摩擦副由不易粘著的材料代替。

精密沖壓件模具進(jìn)入生產(chǎn)地點(diǎn)調(diào)試階段后,改善拉毛問題一般有如下方法:

1、改變模具材料,增加模具硬度;

2、對(duì)模具表面進(jìn)行處理,如鍍硬鉻、PVD及TD等;

3、對(duì)模具型腔涂覆納米涂層,如RNT技術(shù)等;

4、在模具與被加工零件之間加一層其它物質(zhì),使被加工零件與模具分離(如涂潤滑或特種潤滑劑或加一層PVC之類材料);

5、使用自潤滑鍍層鋼板。

精密沖壓件模具材料方面,模具鋼SKD11,CR12MOV等是大家公認(rèn)的耐磨抗咬合材料,熱處理后硬度可以達(dá)到鉻氏硬度HRC58-63度左右,在模具不大且零件形狀較簡單時(shí)可采用此類材料,但該材料熱處理后加工困難,脆性很大,易裂,成本高,尺寸有限制,且此類材料熱處理后變形大,熱處理后研配工作巨大。

汽車內(nèi)板件形狀比較復(fù)雜且越來越多地使用高強(qiáng)度鋼板,這類制件對(duì)模具的整體性能要求更高,其通常都采用鑲拼結(jié)構(gòu),鑲塊的表面處理工藝目前有TD、鍍硬鉻、滲氮、PVD等。

TD處理是熱擴(kuò)散法碳化物覆層處理的簡稱,該技術(shù)由日本豐田中央研究所于七十年代首先研制成功并申請(qǐng)專利,又被稱為Toyota Diffusion Process,簡稱TD Process,即TD處理。我國也稱作熔鹽滲金屬。無論其名稱如何,其原理都是將工件置于熔融硼砂混合物中,通過高溫?cái)U(kuò)散作用于工件表面形成金屬碳化物覆層。

TD覆層處理的主要特點(diǎn)有:覆層硬度高,HV可達(dá)3000左右,具有較高的耐磨,抗拉傷,耐蝕等性能,TD覆層使用壽命在10萬臺(tái)左右。

但TD覆層處理對(duì)精密沖壓件模具材料的要求很高,且屬于高溫處理其間產(chǎn)生的熱應(yīng)力、相變應(yīng)力、比容的變化會(huì)使模具在熱處理過程中容易產(chǎn)生變形甚至開裂,一般修補(bǔ)過的模具在焊縫處也會(huì)出現(xiàn)開裂現(xiàn)象,TD覆層處理對(duì)模具的加工質(zhì)量和形狀有很高的要求。

此外,TD覆層處理后再加工困難,無法滿足設(shè)計(jì)變更及調(diào)模修模的需要,對(duì)已做過其他表面處理的模具,需將原表面處理徹底消除,否則會(huì)影響TD覆層表面質(zhì)量。另外TD覆層處理技術(shù)一般處理3-4次后會(huì)出現(xiàn)使用壽命降低現(xiàn)象。

PVD (Physical Vapor Deposition)即物理氣相沉積法,PVD涂層即是采用物理氣相沉積方法制造的表面涂層。

其具有良好的抗拉傷性能,鍍層硬度可以高達(dá)HV2000-3000,甚至更高,因而具有優(yōu)異的耐磨性能,且其處理溫度比較低,處理工件變形量小,可多次處理而不影響壽命等優(yōu)點(diǎn),但其鍍層與基體結(jié)合力較差,在拉深類模具和成形壓力大的模具上使用時(shí)很容易使鍍層脫落,發(fā)揮不出其抗拉傷和耐磨效果。

外板模具尺寸一般都較大,如采用拼鑲塊結(jié)構(gòu),拼縫處會(huì)有拉傷,故大多采用整體結(jié)構(gòu),其材料一般采用球墨鑄鐵等鑄鐵類材料。成形走料部位用火焰淬火后硬度可以達(dá)到鉻氏硬度HRC50-55度左右。

整體結(jié)構(gòu)的外板模具表面處理大多采用鍍硬鉻工藝,但其表面硬化效果有限,表面硬度約1000HV左右,此外,鍍硬鉻的鍍層與模具母材是機(jī)械結(jié)合,在成形壓力較大時(shí)容易脫落,鍍層一旦脫落抗拉傷性能也就失去。當(dāng)表面硬化層磨損后拉毛又會(huì)出現(xiàn),表面硬化層壽命一般為5-10萬臺(tái)左右。

RNT是近些年一個(gè)新興的技術(shù)。其工作原理是將RNT涂層液對(duì)模具型腔進(jìn)行涂覆后,通過壓力使涂層納米分子擴(kuò)散并作用于模具表面形成納米金屬碳化物覆層,其過程由內(nèi)向外擴(kuò)展,厚度與硬度隨模具工作時(shí)間的增加而增加,涂層厚度在0.1—1μm,涂層硬度在HV1100—1600,即使在模具承受較大載荷時(shí)也不會(huì)因基材塑性變形而導(dǎo)致表面的涂覆層脫落失效,其厚度與硬度由內(nèi)至外隨模具工作時(shí)間與涂覆次數(shù)的增加而增加。

涂覆RNT涂層一次,一般可保證100-500件不拉毛。但該技術(shù)對(duì)拉毛嚴(yán)重的零件、生產(chǎn)過程發(fā)熱的零件和超高強(qiáng)板的應(yīng)用還不成熟,且使用成本較高。

在生產(chǎn)過程中使用合理的潤滑劑可以有效改善摩擦條件,減少拉毛,其主要作用是用潤滑油膜使接觸副隔開,涂油一般用手工涂油或在線頭采用自動(dòng)化設(shè)備涂油。

另外,使用潤滑劑還可有效減少暗傷、開裂問題。但使用潤滑劑會(huì)使環(huán)境臟亂滑,為改善涂油對(duì)作業(yè)環(huán)境的影響,近些年寶鋼、武鋼、馬鋼等鋼鐵企業(yè)開發(fā)了自潤滑鋼板,使用自潤滑涂層鋼板具有優(yōu)良的自潤滑性、耐腐蝕性、耐指紋性、加工成型性和涂裝性等性能,其主要是在鋼板上輥涂一層有機(jī)涂層,在沖壓成形過程中不需要再涂潤滑油。但使用成本稍高,還未被廣泛使用。

由于成型負(fù)荷和所成型材料千差萬別,采用何種或幾種措施來解決工件的拉傷問題,除要考慮效果的有效性外,還必須考慮產(chǎn)品的批量大小,實(shí)現(xiàn)的難易程度及其經(jīng)濟(jì)性等方面的問題,再選擇合適的方法。如果還想了解更多相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)關(guān)注：anideas.cn ，或者電話咨詢：?18927415118（微信同號(hào)）