冷變形模具(又稱(chēng)冷作模具)包括拉延模、拔絲模、壓彎模、沖裁模(落料、沖孔、修邊模、沖頭、剪刀模等)、冷鐓模和冷擠壓模等。
下面分別討論幾種典型的冷變形模具的服役條件。失效方式及性能要求。
(一)拉延、拔絲和壓彎模
工作條件:凹模承受強(qiáng)烈的摩擦和徑向應(yīng)力,凸模除受摩擦外,還承受壓縮應(yīng)力。高速拉延時(shí),工作表面溫度可達(dá)400~500℃。
失效方式:經(jīng)常因?yàn)槌叽缒p和表面產(chǎn)生溝槽而報(bào)廢。
性能要求:高硬度和耐磨性以及一定的熱穩(wěn)定性。
?。ǘ_裁模
工作條件:刃口經(jīng)受反復(fù)沖擊摩擦和彎曲應(yīng)力。
失效方式:正常失效主要為磨損。但常因結(jié)構(gòu)或熱處理不當(dāng)而產(chǎn)生刃口剝落、折斷等現(xiàn)象,造成模具早期失效。
性能要求:要求高的彎曲和抗壓強(qiáng)度,高的耐磨性與足夠的韌性。
(三)冷鐓模
工作條件:沖頭承受反復(fù)沖擊壓縮、沖擊疲勞和沖擊磨損。凹模承受反復(fù)沖擊磨損。
失效方式:沖頭磨損、鐓粗、下陷、崩裂、折斷或斷裂。凹模模腔內(nèi)壁拉毛(擦傷后磨損)和沖擊疲勞失效。
性能要求:必須有足夠的抗壓屈服強(qiáng)度、彎曲疲勞強(qiáng)度和耐磨性,工作表面必須具有高的硬度(HRC360)和耐磨性;心部必須具有足夠的韌性。
(四)冷擠壓模
工作條件:承受很高的壓縮應(yīng)力(可達(dá)2500~3000MPa左右)。脫模時(shí)沖頭還要承受拉應(yīng)力。由于擠壓一個(gè)工件是在一剎那間完成的,所以沖頭也承受著沖擊負(fù)荷。沖頭工作過(guò)程中,其刃口部分由于與強(qiáng)烈流動(dòng)的金屬之間摩擦,引起擦傷和磨損。
失效方式:常見(jiàn)失效方式是疲勞破壞和擦傷磨損。
性能要求:模具材料應(yīng)具有盡可能高的彎曲疲勞強(qiáng)度,盡可能高的抗壓屈服強(qiáng)度和剪切抗力。此外,材料還應(yīng)具備良好的耐磨性和韌性。