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锻件参数对模具寿命的影响

 

1.锻件材料的影响

众所周知,碳素钢、低合金结构钢、高合金钢及有色金属的变形抗力、摩擦阻力等各不相同,且对模具寿命影响极大。变形抗力和摩擦阻力越大,金属在成形过程中模具承受的机械负荷越大,模具寿命越低。例如,汽车发动机连杆材料由45、40Cr到42CrMo钢,随后合金元素的增多,变形抗力增大,模具寿命降低。如某企业在摩擦压力机上生产连杆,45钢连杆锻模寿命约3850件,而40Cr钢连杆锻模寿命则降低到3000件。又如钛合金和高温合金等航空锻件的变形抗力比汽车锻件大得多,其模具寿命也低得多。

另外,钛合金和铝合金的化学性质活泼,当变形程度大时,毛坯内部的新鲜金属流出与模具接触,极易粘着在模膛表面,在锻件报废的同时也降低模具寿命。

2.锻件形状的影响

锻件形状的复杂系数越大,锻模寿命降低。例如,薄壁高轮毂齿轮和薄轮辐齿轮锻模比一般的厚壁无轮辐齿轮锻模寿命低很多,汽车转向节锻模就比一般的长轴类锻模寿命低。

锻件存在小而深的凹坑、窄而深开档,使模具相当部位存在高而窄的突起,这部分成为模具相对薄弱的部位,容易产生变形、塌陷。例如曲轴平衡块模膛之间的凸缘,在模锻过程中,不仅受到坯料金属剧烈流动的摩擦、冲刷,而且还受到灼热金属的包围,所以突缘极易磨损、变形。

据统计,一般长轴类锻件模具寿命最高,法兰类锻件(如转向节)模具寿命最低。当模膛相对深度加深时,会降低锻模寿命(因为模膛越深,充填越困难)。

锻造复杂锻件时,锤锻模需要多次锻击,增大锻模热载荷;机械压力机锻模需要增大镦挤力,也增大载荷和金属流动速度,从而降低模具寿命。

3.锻件精度的影响

高精度锻件的模具精度也高,锻件精度越高,模具公差范围越窄,即模具允许的磨损程度就越小,模具寿命就越低。例如,E级精度锻件模具肯定比F级精度同类锻件的模具寿命低。在模具制造精度相同的情况下,质量公差2%~3%连杆模具要比质量公差7%连杆的模具寿命要低。

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