一种冷挤压模具的综合修复

介绍用电火花强化恢复模具尺寸精度,并用电刷镀降低强化层表面粗糙度值两种工艺方法对冷挤压模具进行综合修复。修复后的冷挤压模具有更好的使用性能并延长模具寿命。

1问题的提出

某自行车零件厂采用冷挤压工艺加工某些自行车零件,零件材料为Q235。采用淬火后低温回火工艺,硬度为58-62HRC；型腔表面粗糙度值为 Ra0．80μm。模具经热处理,虽然硬度和耐磨性有很大提高,但模具工作时既要承受很大的冲击力,又要承受原材料的强烈摩擦,其型腔表面的磨损仍然相当严重,使用寿命低。以飞芯成型模中的凹模、凸模为例,在正常情况下一副凹、凸模仅加12500-3000件,就因模具尺寸超差而报废。以该件年产量 200万件计,仅此零件加工而报废的凹、凸模就有近千副,再加上其它零件加工的冷挤压模的同类报废,是影响该厂产品成本的一大难题。

2模具尺寸精度的电火花强化修复

冷挤压模具修复,首先是要恢复原有的尺寸精度,且保证足够的强度。笔者先后试用镀硬铬、喷熔法修复模具。这两种方法均能使模具恢复原有的尺寸精度,但修复后的表面性能均不理想,特别是后者变形情况严重。经研究,笔者选定电火花强化方法修复模具,基本达到了预期的修复目的。

2.1电火花强化工艺(以凹模为例)

表面硬度:58-62HRC；表面粗糙度值:Ra0．8μm；电极棒:合金棒。

工艺过程为1)表面处理:用酒精或汽油清洗滁尽油污；2)电极连接:振动器接正极,工件接负极；3)运动速度:振动器与工件相对运动速度为0．5-1．5m／min；4)强化时间:均匀涂覆至所需尺寸。

2.2强化结果

检测经电火花强化修复的凹模后发现,原先超差的尺寸均已修复,表面硬度69HRC,表面粗糙度值为Ra1．60μm,修复后的凹模尺寸精度和表面硬度均已达到技术要求,但表面粗糙度Ra值未达到技术要求,这将影响模具型腔表面的耐磨性、抗腐蚀性、工件表面质量和脱模性等。

3 模具强化层表面粗糙度的刷镀修复

3.1电刷镀工艺过程(以经过电火花强化处理后的凹模为例)

设备:ZKDN型刷镀电源；模具:表面硬度69HRC；电极:石墨；镀液:镍钨合金。

l)电净

电净是刷镀工艺中采用的一种电化学除油法,它在电流的作用下具有较强的去油污能力。电净工艺如下:电极接相:正接法；操作电压:12-16V；镀笔与工件相对运动速度:12-14m／min；电净时间:30-60s

冲洗:用自来水冲洗干净。

2)活化

活化是通过电化学和机械摩擦的作用,去除基体表面上的金属氧化物,使其显露出新的金相组织,从而保证金属镀层与基体金属的结合。活化必须在电净彻底的基础上进行,不同的基体对活化液的成分要求也各不相同。笔者采用1号活化液并采用如下工艺:电极接相:正接法；操作电压:12-16V；镀笔与工件相对运动速度:10-16m／min；活化时间:30-60s；冲洗:用自来水冲洗干净。

3)刷镀表面层

由于刷镀的镀液种类很多,一般根据具体的刷镀表面层技术要求合理选择或配制。该挤压凹模要求镀液应有很好的耐磨性和表面质量,故选用了镍钨合金镀液。具体工艺过程如下:电极接相:正接法；操作电压:12-15V；镀笔与工件相对运动速度:10-15m／min；冲洗:自来水冲洗干净。

3.2刷镀结果

检测经电刷镀修复的凹模表面性能表明,刷镀后的表面硬度为58HRC,表面粗糙度值为Ra0．5μm。笔者进行了微磨损试验机耐磨性试验,并以新凹模为参照件,两者进行比较表明,强化后又经刷镀的表面层耐磨性为新凹模表面耐磨性两倍多。在耐磨性试验中,亦对镀层与强化层、强化层与基体之间的接合状况进行观察,末出现任何起皮或脱落现象。

4 结语

在试验的基础上,又进行了小批量报废。

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