冷擠壓模具的綜合修復

一、問題的提出 
    某自行車零件廠采用冷擠壓工藝加工某些自行車零件，零件材料為Q235。采用淬火后低溫回火工藝，硬度為58－62HRC；型腔表面粗糙度值為Ra0．80μm。模具經熱處理，雖然硬度和耐磨性有很大提高，但模具工作時既要承受很大的沖擊力，又要承受原材料的強烈摩擦，其型腔表面的磨損仍然相當嚴重，使用壽命低。以飛芯成型模中的凹模、凸模為例，在正常情況下一副凹、凸模僅加12500－3000件，就因模具尺寸超差而報廢。以該件年產量200萬件計，僅此零件加工而報廢的凹、凸模就有近千副，再加上其它零件加工的冷擠壓模的同類報廢，是影響該廠產品成本的一大難題。  
 
二、模具尺寸精度的電火花強化修復  
 
    壓模具修復，首先是要恢復原有的尺寸精度，且保證足夠的強度。筆者先后試用鍍硬鉻、噴熔法修復模具。這兩種方法均能使模具恢復原有的尺寸精度，但修復后的表面性能均不理想，特別是后者變形情況嚴重。經研究，筆者選定電火花強化方法修復模具，基本達到了預期的修復目的。  
 
1．電火花強化工藝（以凹模為例）  
 
    硬度：58－62HRC；表面粗糙度值：Ra0．8μm；電極棒：合金棒。  
 
    過程為1）表面處理：用酒精或汽油清洗滁盡油污；2）電極連接：振動器接正極，工件接負極；3）運動速度：振動器與工件相對運動速度為0．5－1．5m／min；4）強化時間：均勻涂覆至所需尺寸。  
 
2．強化結果  
 
    經電火花強化修復的凹模后發現，原先超差的尺寸均已修復，表面硬度69HRC，表面粗糙度值為Ra1．60μm，修復后的凹模尺寸精度和表面硬度均已達到技術要求，但表面粗糙度Ra值未達到技術要求，這將影響模具型腔表面的耐磨性、抗腐蝕性、工件表面質量和脫模性等。  
 
三、模具強化層表面粗糙度的刷鍍修復  
  
   1．電刷鍍工藝過程（以經過電火花強化處理后的凹模為例）  
 
    設備：ZKDN型刷鍍電源；模具：表面硬度69HRC；電極：石墨；鍍液：鎳鎢合金。  
  
   l）電凈  
 
    電凈是刷鍍工藝中采用的一種電化學除油法，它在電流的作用下具有較強的去油污能力。電凈工藝如下：電極接相：正接法；操作電壓：12－16V；鍍筆與工件相對運動速度：12－14m／min；電凈時間：30－60s 。 
 
    沖洗：用自來水沖洗干凈。  
 
   2）活化  
 
    活化是通過電化學和機械摩擦的作用，去除基體表面上的金屬氧化物，使其顯露出新的金相組織，從而保證金屬鍍層與基體金屬的結合。活化必須在電凈徹底的基礎上進行，不同的基體對活化液的成分要求也各不相同。筆者采用1號活化液并采用如下工藝：電極接相：正接法；操作電壓：12－16V；鍍筆與工件相對運動速度：10－16m／min；活化時間：30－60s；沖洗：用自來水沖洗干凈. 
 
    3）刷鍍表面層  
 
    由于刷鍍的鍍液種類很多，一般根據具體的刷鍍表面層技術要求合理選擇或配制。該擠壓凹模要求鍍液應有很好的耐磨性和表面質量，故選用了鎳鎢合金鍍液。具體工藝過程如下：電極接相：正接法；操作電壓：12－15V；鍍筆與工件相對運動速度：10－15m／min；沖洗：自來水沖洗干凈。  
 
    2．刷鍍結果  
 
    檢測經電刷鍍修復的凹模表面性能表明，刷鍍后的表面硬度為58HRC，表面粗糙度值為Ra0．5μm。筆者進行了微磨損試驗機耐磨性試驗，并以新凹模為參照件，兩者進行比較表明，強化后又經刷鍍的表面層耐磨性為新凹模表面耐磨性兩倍多。在耐磨性試驗中，亦對鍍層與強化層、強化層與基體之間的接合狀況進行觀察，末出現任何起皮或脫落現象。  
  
四、結語  
 
    在試驗的基礎上，又進行了小批量報廢模具的修復，投人使用后發現，在相同的加工條件下，經修復的模具，每副凹、凸模加工零件數上升到8000－10000件，且加工的零件表面質量明顯改善。