該如(ru)何(he)延(yan)長模(mo)劑的(de)使用壽(shou)命(ming)？

模劑壽命是指在保(bao)證製件品(pin)質的前提下,模劑所(suo)能達到的生(sheng)產次(ci)數(衝壓(ya)次數(shu)、成型次數)。它(ta)包(bao)括(kuo)反複刃(ren)磨(mo)和更換(huan)易(yi)損件，直至(zhi)模劑的主要部分(fen)更(geng)換所成形(xing)的合格製件(jian)總數。

一(yi)、模劑(ji)使用壽命

模劑已經(jing)生產(chan)的次數。模劑的失(shi)效(xiao)分為非正(zheng)常失效和正常失效。非正常失效(早期失效)是指(zhi)模劑未達到一定的工業水平下公認(ren)的壽命時(shi)就不能(neng)工作(zuo)。早(zao)期(qi)失效的形式有(you)塑(su)性變形、斷(duan)裂、局部(bu)嚴(yan)重磨損等。正常失效是(shi)指模劑經大批量生產使用，因緩慢(man)塑性變形或(huo)較(jiao)均勻(yun)地

磨損(sun)或疲勞(lao)斷裂(lie)而不(bu)能繼續(xu)工(gong)作。

1.模劑正常壽命

模劑正常(chang)失效前(qian)，生產出的合格產品的數目，叫模劑正常壽命，簡(jian)稱模劑壽命，模劑首次修(xiu)複(fu)前生產出的合(he)格(ge)產品的數目，叫首(shou)次壽命；模劑一次修複後(hou)到下一次修複前所生產出的合格產品的數目，叫(jiao)修模壽命。模劑壽命是首次壽命與(yu)各次修複壽命的總和。

2.模劑失效形式及(ji)原理

模劑種類(lei)繁(fan)多，工作狀態差(cha)別(bie)很(hen)大，損壞部位也(ye)各異(yi)，但失效形式歸(gui)納起(qi)來大致(zhi)有三種，即磨損、斷裂、塑性變(bian)形。

①.磨損失效

模劑在工作時，與成形坯料接觸，產生相(xiang)對(dui)運動(dong)。由於表麵的相對運動，接觸(chu)表麵逐(zhu)漸失去(qu)物質(zhi)的現象(xiang)叫磨損。磨損失效可分以(yi)下幾(ji)種：

a. 疲勞磨損

兩接觸表麵相對運動時，在循(xun)環(huan)應力(機(ji)械應力(li)與熱應力)的作用(yong)下，使表麵金(jin)屬(shu)疲(pi)勞脫(tuo)落(luo)的現(xian)象稱為疲勞磨損。

b. 氣蝕(shi)磨損和衝蝕磨損

金屬表麵的氣泡(pao)破(po)裂，產生瞬(shun)間的衝擊和高溫，使(shi)模劑表麵形成微(wei)小麻點和(he)凹坑(keng)的現象叫氣(qi)蝕磨損。

液體和固體(ti)微小(xiao)顆(ke)粒(li)反複高速(su)衝擊(ji)模劑表(biao)麵，使模劑表麵局部材料流失，形成麻(ma)點和凹坑的現象叫衝蝕磨損。

c. 磨蝕磨損

在摩(mo)擦(ca)過程中(zhong)，模劑表麵和周(zhou)圍介(jie)質發(fa)生化學(xue)或電化學反應，再加上(shang)摩擦力的機械(xie)作用，引(yin)起表麵材料脫落的現象叫磨蝕磨損。

在模劑與工件(或坯料(liao))相對運(yun)動中，磨損往(wang)往是以多(duo)種(zhong)形式(shi)並(bing)存(cun)，並相互影(ying)響(xiang)。

②.斷裂失效

模劑出(chu)現大(da)裂紋或分離為(wei)兩部分和數部分喪(sang)失工作能力時，成為斷裂失效。

斷裂可(ke)分為塑性(xing)斷裂和脆性斷裂。模劑材料多為中、高強度(du)鋼，斷裂的形式多為脆(cui)性斷裂。脆性斷裂又可分為一次性斷裂和疲勞斷裂。

③.塑性變形失效

模劑在工作時承受很大的應(ying)力，而且(qie)不均(jun)勻。當(dang)模劑的某(mou)個部位的應力超過了當時溫度下模劑材(cai)料的屈(qu)服(fu)極(ji)限時，就會以晶格滑移(yi)、孿(luan)晶(jing)、晶界滑移等方式產生塑性變形，改變了(le)幾何形狀或尺寸(cun)，而(er)且不能修複再(zai)工作時，叫塑性變形失效。塑性變形的失效形式表現為鐓

粗、彎曲、形腔脹大、塌陷等。

模劑的塑性變形是模劑金屬材料的屈服過(guo)程。是否產生塑性變形，起主導作用的是機械負荷(he)以及模劑的室(shi)溫(wen)強度。在高(gao)溫下工作的模劑，是否產生塑性變形，主(zhu)要(yao)取(qu)決於(yu)模劑的工作溫度和模劑材料的高溫強度。

二、影響衝壓模劑壽命的主要因素(su)

研(yan)究(jiu)表明：模劑的使用壽命與模劑結(jie)構設(she)計(ji)、模劑鋼材選用、熱(re)處理、表麵(mian)處理、機械加工研磨、線切割工藝，衝壓設備(bei)、衝壓材料及工藝，模劑潤(run)滑、保養(yang)維(wei)修水平差等(deng)諸多因素有關。其中引起模劑失效的各種因(yin)素中，模劑結構(gou)不合理、選(xuan)材不當約(yue)占(zhan)25%，熱(re)處理不當

約占45%，工藝問(wen)題約占10%；設備問題、滑潤問題(ti)等因素約占20%。

1.合理(li)的模劑結構設計模劑結構對模劑受(shou)力狀態的影響很大，合理的模劑結構能使模劑工作時受力均勻，不易偏(pian)載，應力集中小。模劑設計的原則是保證(zheng)足(zu)夠的強(qiang)度、剛(gang)度、同心度、對中性和合理的衝裁間隙(xi)，並減少應力集中，以保證由(you)模劑生產出來零件符(fu)合設計要求

。因此(ci)對模劑的主要工作零(ling)作（如衝模的凸、凹模等）要求(qiu)其導(dao)向(xiang)精(jing)度高、同心度和中性好及衝裁的間隙合理。在進(jin)行(xing)模劑設計時，應著重考慮(lv)的是：

①.設計凸模時必須注意導向支撐(cheng)和對中保護。特別是設計小孔凸模時采(cai)用導向裝置結構，能保證模劑零件相互位(wei)置(zhi)的精度，增加(jia)模劑抗(kang)彎曲、抗偏載的能力，避免模劑不均勻磨損，從而延長模劑壽命。

②. 對小孔、夾角、窄槽(cao)等薄弱(ruo)部位進行補強，為了減少應力集中，要以圓弧(hu)過渡(du)，圓(yuan)弧半徑(jing)R可取3～5mm。

③. 整(zheng)體模劑的凹(ao)圓角半徑很易造成應力集中，並引起開裂，對於結構複雜的凹模采用鑲(xiang)拚結構，減少(shao)應力集(ji)中。

④. 衝模的凸、凹模圓角(jiao)半(ban)徑R不僅對衝壓件成形有較大的影響，而且對於模劑的磨損及壽命也影響很大。設計時應從(cong)保證成型零件充分接(jie)觸的前提(ti)下盡可能放大，避免產生倒(dao)錐，影響衝件脫料出模，如圓角半徑R過小且沒有光滑過渡，則容易產生裂紋(wen)。

⑤.合理增大間(jian)隙，改善凸(tu)模工作部分的受力狀態(tai)，使衝裁(cai)力、卸(xie)件力和推件力下降，凸(tu)、凹模刃口磨損減少。一般情(qing)況(kuang)下，衝(chong)裁間隙放大可以延長(zhang)切飛邊模壽命。

⑥.模架應有良(liang)好(hao)的剛性，不要僅僅滿(man)足強度要求，模座(zuo)厚度不宜(yi)太薄(bao)，至少應設計到45mm以上。浮動模柄可避(bi)免衝床對模劑導向精度的不良影響。凸模應緊(jin)固牢靠，裝配(pei)時要檢(jian)查凸模或凹模的軸(zhou)線對水平(ping)麵的垂直度以及上下底麵之間的平行度。

⑦.模劑的導向機構精度。準確和可靠的導向，對於減少模劑工作零件的磨損，避免(mian)凸、凹模啃傷影響極大，尤(you)其是無(wu)間隙和小間隙衝裁模、複合模和連(lian)續模則更為有效。為提高模劑壽命，必須根據(ju)工序性質和零件精度等要求，正確(que)選擇導向形式和確定導向機構的精度。

一般情況下，導向機構的精度應高於凸、凹模配合精度。連續模劑應設計4根(gen)導柱(zhu)導向，這樣導向性能好。因為增(zeng)加了剛度，保證了凸、凹模間隙均勻，確保凸模和凹模不會發生碰(peng)切現象。

⑧.排樣方式與搭邊(bian)值(zhi)大小對模劑壽命的影響很大，過小的搭(da)邊值，往往是造成模劑急(ji)劇磨損和凸、凹模啃傷(shang)的主要原(yuan)因。從節(jie)約材料出發，搭邊值愈(yu)小愈好，但搭邊值小於一定數值後，對模劑壽命和剪切(qie)表麵質量不利。在衝裁中有可能被(bei)拉入模劑間隙中，使零件產生毛(mao)

刺，甚至損壞(huai)模劑刃口(kou)，降低模劑壽命。因此在考慮提高材料利(li)用率的同時，必須根據零件產量(liang)、質量和壽命，確定排(pai)樣方(fang)法和搭邊值。

2.合理選擇(ze)模劑材料衝壓模劑工作時要承(cheng)受衝擊、振(zhen)動、摩擦、高壓和拉伸(shen)、彎(wan)扭等負荷，甚至在較高的溫度下工作（如冷擠壓），工作條件複雜，易發生磨損、疲勞、斷裂、變形等現象。因此，模劑材料的性能對模劑的壽命影響較大，不同材質的模劑壽命往往不同(tong)，

對模劑工作零件材料的要求比普通零件也高。

①.根據模劑的工作條(tiao)件、生產批(pi)量以及材料本身的強韌性能來(lai)選擇模劑用材，應盡可能選用品質好的鋼(gang)材。

a.材料的使用性能應具(ju)有高硬度(58~64HRC)和高強度，並具有高的耐(nai)磨性和足夠的韌(ren)性，熱處(chu)理變形小，有一定(ding)的熱硬性。

b.材料的工藝性能良好,具有可鍛性、淬硬性、淬(cui)透(tou)性、淬火裂紋敏(min)感性和磨削加工性、熱穩定性和耐熱疲勞性等。通(tong)常根據衝壓件的材料特性、生產批量、精度要求等，選擇性能優良的模劑材料，同時兼(jian)顧其(qi)工藝(yi)性和經濟(ji)性。

在大批量生產選用模劑材料時，應選用長壽命的模劑材料，如硬質合金，高強韌、高耐磨模劑鋼(如SKD11,SLD,DC53等)；對小批量或新產品試(shi)製可采用國產的45#、Cr12等模劑材料；對於易變形、易斷裂失效的通用模劑，需要選用高強度、高韌性的材料DF-2；熱衝模則要

選用具有良好的韌性、強度、耐磨性和抗冷熱疲勞性能的材料（ 如DAC）。

②.對模劑材料要進行質量檢測(ce)，模板(ban)要符合供貨協(xie)議要求，模板的化學成份(fen)要符合國際(ji)上的有關規(gui)定。隻(zhi)有在確信模劑材料合格的情況下，才能使用。

③.模劑鋼材生產廠(chang)家采用電渣(zha)重熔鋼H13時要確保內部質量，避免可能出現的成份偏析、雜質超標等內(nei)部缺陷,要采用超(chao)聲(sheng)波探傷等無損檢測技術檢查，確保鋼材內部質量良好，避免可能出現的冶(ye)金缺陷(xian)，將廢品及早剔除。根據碳化(hua)物偏析對模劑壽命的影響，必(bi)須限製碳(tan)

化物的不均勻度，對精密模劑和負(fu)荷大的細(xi)長凸模，必須選用韌性好強度高的模劑鋼，碳化物不均勻度應控製為不大於3級。

Cr12鋼碳化物(wu)不均勻度3級(ji)要比(bi)5級耐用度提高1倍以上。如果碳化物偏析(xi)嚴重，可能引起過熱、過燒、開(kai)裂、崩(beng)刃、塌(ta)陷、拉斷等早期失效現象。而對於直徑小於或等於50mm的高合金鋼，其碳化物不均勻性一般(ban)在4級以內，可滿足一般模劑使用要求。通過鍛(duan)造(zao)能有效改善

工具鋼的碳化物偏析，一般鍛造後可降(jiang)低碳化物偏析2級，最(zui)多為3級。

3.合理選擇熱處理工藝熱處理不當是導致模劑早期失效的重要原因，從模劑失效分析得(de)知(zhi)，45%的模劑失效是由於熱處理不當造成的。模劑熱處理包括鋼材鍛造後的退(tui)火(huo)，粗加工以後高溫回火或低溫回火，精加工後的淬火與回火，電火花、線切割以後的去應力低溫回火。

隻有冷熱加工很好相互(hu)配合，才(cai)能保證良好的模劑壽命。

①.模劑型腔大而壁(bi)薄時需要采用正常淬火溫度的上限，以使殘留奧氏(shi)體量增加，使模劑不致脹(zhang)大。快速加熱法(fa)由於加熱時間短，氧(yang)化脫碳傾向減(jian)少，晶粒細小，對碳素工具鋼大型(xing)模劑淬火變形小。

②.對高速鋼采用低(di)淬、高回(hui)工藝比較好，淬火溫度低，回火溫度偏高，可大大提高韌性，盡管(guan)硬度有所降低，但(dan)對提高因折斷或疲勞破壞的模劑壽命極為有效。通常Cr12MoV鋼淬火加熱溫度為1000℃，油冷，然後220℃回火。如能在這(zhe)種熱處理以前先行熱處理一次，即加

熱至1100℃保溫，油冷(leng)，700℃高溫回火，則模劑壽命能大幅(fu)度提高。

③.采用低溫氮(dan)碳共(gong)滲(shen)工藝，表麵硬(ying)度可達1200HV，也能大大提高模劑壽命。 低溫電解(jie)滲硫可降低金屬變形時的摩擦力，提高抗咬(yao)粘(zhan)性能。使用6W6Mo5Cr4V鋼製(zhi)作冷擠(ji)壓凸模，經低溫氮碳共(gong)滲後，使用壽命平均提高1倍(bei)以上，再經低溫電(dian)解滲硫(liu)處理可以進一步(bu)提高壽命

50%。

④.模劑淬火後存在很大的殘留應力，它往往引起模劑變形甚至開裂。為了減少殘(can)留應力，模劑淬火後應趁熱進行回火，回火應充分，回火不充分易產生磨前裂紋。對碳素工具鋼，200℃回火1h，殘留應力能消除(chu)約50%，回火2h殘留應力能消除(chu)約75%～80%，而如果500～600

℃回火1h，則殘留應力能消(xiao)除達90%。

⑤.回火後一般為空(kong)冷，在回火冷卻過程中，材料內部可能會(hui)出現新(xin)的拉應力，應緩(huan)冷到(dao)100～120℃以後再出爐(lu)，或在高溫回火後再加一次低溫回火。

4. 合理的模劑表麵強化工藝模劑表麵強化的主要目的的是提高模劑表麵的耐磨性、耐蝕性和潤滑性能。表麵強化處理工藝主要有氣體氮化法、離子(zi)氮化法、點火花(hua)表麵強化法、滲硼、TD法、CVD法、PVD法、激光表麵強化法、離子注入法、等離子噴(pen)塗(tu)法等。

①. 氣體軟氮化：使氮在氮化溫度分解後產生活(huo)性氮原子，被金屬表麵吸收滲入鋼中並且不斷自表麵向內擴(kuo)散，形成氮化層。模劑經氮化處理後，表麵硬度可達(da)HV950～1200，使模劑具有很高的紅硬度和高的疲勞強度，並提高模劑表麵光潔(jie)的度和抗咬合能力。

②. 離(li)子氮化：將待(dai)處理的模劑放(fang)在真空容器中，充(chong)以一定壓力的含氮氣體（如氮或氮、氫混合氣），然後以被處理模劑作陰極，以真(zhen)空容器(qi)的罩(zhao)壁作陽極，在陰陽極之間加400～600伏(fu)的直流(liu)電壓，陰(yin)陽極間便產生輝光放電，容器裏(li)的氣體被電離，在空間產生大量的電

子與離子。在電場(chang)的作用下，正離子衝向陰極，以很高速度轟擊模劑表麵，將(jiang)模劑加熱。離能正離子衝入模劑表麵，獲(huo)得電子，變成氮原子被模劑表麵吸收，並向內擴散(san)形成氮化層。應用離子氮化法可提高模劑的耐磨性和疲勞強度。

③. 點火化表麵強化：這是一種直(zhi)接利用電能的高能量密度對模劑表麵進行強化處理的工藝。它是通過火花放電的作用，把(ba)作為電極的導電材料溶(rong)滲進金屬工件表層，從而形成合金化的表麵強化層，使工作表麵的物理、化學性能和機械性能得到改(gai)善。例(li)如采用WC、TiC等

硬質合金電極材料強化高速鋼或合金工具鋼表麵，可形成顯(xian)微硬度HV1100以上的耐磨、耐蝕和具有紅硬性的強化層(ceng)，使模劑的使用壽命明顯得到提高。點(dian)火花表麵強化的優(you)點是設備簡單、操(cao)作方便，處理後的模劑耐磨性提高顯著(zhu)；缺點是強化表麵較粗糙，強化層厚(hou)度較

薄，強化處理的效率低。

④. 滲硼(peng)：由於滲硼(peng)層具有良好的紅硬性、耐磨性，通過滲硼(peng)能顯著提高模劑表麵硬度（達到HV1300～2000）和耐磨性，可廣(guang)泛(fan)用於模劑表麵強化，尤其適(shi)用於處理在磨粒磨損條件下的模劑。但滲硼(peng)層往往存著較大的脆性，這也限製了它的應用。

⑤. TD熱處理：在空氣爐或鹽(yan)槽中放入(ru)一個(ge)耐熱鋼製的坩堝，將硼砂(sha)放入坩(gan)堝(guo)加熱熔化至800℃～1200℃，然後加入相應的碳化物形成粉末(mo)（如鈦、鋇(bei)、铌、鉻(luo)），再將鋼或硬質合金工件放入坩堝中浸漬(zi)保溫1～2小時，加入元(yuan)素將擴散至工件表麵並與鋼中的碳發生反應形

成碳化物層，所得到的碳化物層具有很高的硬度和耐磨性。

⑥. CVD法（化學氣相沉(chen)積）：將模劑放在氫氣（或其它保護(hu)氣體）中加熱至900℃～1200℃後，以其為載(zai)氣，把低溫氣化揮(hui)發金屬的化合物氣體如四(si)氯(lv)化鈦（TiCI4）和甲(jia)苯(ben)CH4（或其它碳氫(qing)化合物）蒸氣帶入爐中，使TiCI4中的鈦(tai)和碳氫化合物中的碳（以及鋼表麵的碳分

）在模劑表麵進行化學反(fan)應，從而生成一層所需金屬化合物塗層（如碳化鈦）。

⑦ PVD法（物理體相沉積）：在真空室中使強化用的金屬原子蒸(zheng)發，或通過荷能粒子的轟(hong)擊，在一個電流偏壓的作用下，將其吸引並沉積到工件表麵形成化層。利用PVD法可在工件表麵沉積(ji)碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁(lv)等多種化合物。

⑧. 激光表麵強化：當具有一定功(gong)率(lv)的激光束(shu)以一定的掃(sao)描速度照(zhao)射到經過黑化處理的模劑工作表麵時，將使模劑工作表麵在很短時間內由於吸(xi)收激光的能量而急劇升溫。當激光(guang)束移開時，模劑工作表麵由基(ji)材自身(shen)傳(chuan)導而迅速冷卻，從而形成具有一定性能的表麵強化層

，其硬度可提高15～20%，此外還(hai)具有淬火組(zu)子細小、耐磨性高、節能效果顯著以及可改善(shan)工作條件等優點。

⑨. 離子注(zhu)入：利用小型低能離子加速器，將需要注入元素的原子，在加熱器的離子源(yuan)中電離成離子，然後通過離子加熱器的高電壓電場將其加熱，成為高速離子流，再經過磁分析器提煉(lian)後，將離子束強行打入模劑工作表麵，從而改變模劑表麵的顯微硬度和粗(cu)糙(cao)度，降

低表麵摩擦係數，最終(zhong)提高工作的使用壽命。

5. 消除線(xian)切割產生的應力線切割(ge)機加工前,原材料內部因為淬火呈拉應力狀態，線切割時產生的熱應力也是拉應力，兩(liang)種應力疊加的結果很容(rong)易達到材料的強度極限而產生微裂紋，從而大大縮短(duan)衝壓模劑壽命，因此要提高衝壓模劑的壽命,需要消除線切割產生的應力。

①研磨去掉(diao)白(bai)層 通常模劑線切割後，經過研磨去掉表麵硬度低的灰(hui)白層後便(bian)可進行裝配使用。但這樣(yang)做(zuo)沒(mei)有改變線切割造成的應力區的應力狀態，即(ji)使增大線切割後的研磨餘(yu)量，但因高硬層硬度高(達70HRC) ，研磨困難(nan)，過大的研磨量容易破壞零件幾何形狀。

②.回火處理 在線切割後，研磨去零件表麵的白層，再在160℃～180℃回火2h ，則白層下麵的高硬層可降低5HRC～6HRC，線切割產生的熱應力亦有所下降，從而提高了衝模的韌性，延長了使用壽命。但是由於回火時間短，熱應力消除不徹(che)底，衝模壽命並不十(shi)分理想(xiang)。

③.磨削(xue)加工 線切割後磨削(xue)加工，可去掉低硬度的白層和高硬層，提高衝模壽命。因為磨削時產生的熱應力也是拉(la)應力，與線切割產生的熱應力疊加，無疑也會加劇(ju)衝模損壞。若在磨削後，再進行低溫時效處理，則(ze)可消除應力影響，顯著提高衝模韌性，使衝模壽命提高

。因為幾何形狀複雜的衝模大多數是采用線切割加工，所以磨削形狀複雜的衝模必須(xu)采用價(jia)格昂(ang)貴的坐(zuo)標磨床和光學曲線磨床，而這兩種設備一般廠家都不具備，故推廣困(kun)難。

④.噴丸(wan)處理後再低溫回火 噴丸處理可使線切割切口的殘餘奧(ao)氏體轉變為馬(ma)氏體，提高衝模的強度和硬度，使表麵層應力狀態發生變化，拉應力降低，甚至變為壓應力狀態，使裂紋萌(meng)生和擴展困難，再結合低溫回火，消除淬火層內拉應力，可使衝模壽命提高10～20倍。

噴丸處理受設備條件和衝模零件形狀(內表麵) 限製，難以普遍應用。

⑤.研磨後再低溫時效處理 線切割表麵經研磨後，高硬層已(yi)基本去掉，再進行120℃～150℃×5～10h低溫時效處理(亦(yi)稱低溫回火處理) ，亦可經過160℃～180℃×4～6h 低溫回火處理。這樣可消除淬火層內部拉應力，而硬度降低甚(shen)微(後者(zhe)硬度降低稍(shao)大)，卻(que)大大提高了

韌性，降低了脆性，衝模壽命可提高2倍以上。這一方法簡便易行，效果十分明(ming)顯，易於推(tui)廣。

消除線切割加工產生的應力，提高韌性，最佳方法是噴丸+ 低溫回火，其次是磨削後+ 研磨+ 低溫回火，再次是研磨+ 低溫時效處理，各(ge)單位可根據自(zi)己(ji)的具體情況選擇。

某單位曾用材料為Cr12MoV的衝模，線切割後分別做如下試驗(yan)，其壽命差異非(fei)常大。

a.直接用於衝裁，刃磨壽命10742次。

b.160℃回火2h，刃磨壽命11180次。

c.研磨去白層，刃磨壽命僅(jin)4860次。

d.研磨去白層，160℃×2h回火，刃磨壽命為7450次。

e.磨削，刃磨壽命28743次。

f.噴丸後經160℃×2h回火， 刃磨壽命達到220000次。

6.合理的機械加工工藝和良好的加工精度機械加工工藝要能消除加工後的加工變形與殘留應力,盡(jin)量采用磨削、研磨和拋(pao)光等精加工和精細加工，獲得較小的表麵粗糙度值，提高模劑使用壽命。

①.粗加工時表麵粗糙度Ra＜3.2μm，模劑工作部分轉角處要光滑(hua)過渡，減少熱處理產生的熱應力。

②.模劑表麵加工時留下的刀(dao)痕、磨痕都是應力集中的部位，也是早期裂紋和疲勞裂紋源，因此在衝模加工時一定要刃磨好刀具。模劑人雜(za)誌(zhi)微信(xin)公眾(zhong)平台(tai)，引領(ling)行業前沿(yan)。平麵刀具兩端(duan)一定要刃磨好圓角R，圓弧刀具刃磨時要用R規測量，絕(jue)不允許出現尖(jian)點。

③.在精加工時走(zou)刀量要小，不允(yun)許出現刀痕。對於複雜零件要留(liu)一定的打(da)磨餘量，即使加工後沒有刀痕，也要再由模劑鉗(qian)工用風動砂輪打磨拋光，但要注意防(fang)止(zhi)打磨時局(ju)部出現過熱、燒傷表麵和降低表麵硬度。

④.模劑電加工表麵有硬化層，厚10μm左(zuo)右(you)，硬化層脆而有殘留應力，直接使用往往引起早期開裂，這種硬化層在對其進行180℃左(zuo)右(you)的低溫回火時可消除其殘留應力。磨削時若磨削熱過大會引起肉(rou)眼看不見的與磨削方向垂(chui)直的微小裂紋，在拉應力作用下，裂紋會擴展。

對Cr12MoV鋼冷衝壓凹模采用幹磨，磨削深度為0.04～0.05mm時，使用中100%開裂；采用濕磨，磨削深度0.005～0.01mm時，使用性能良好。消除磨削應力也可將模劑在260～315℃的鹽浴(yu)中浸(jin)1.5min，然(ran)後在30℃油中冷卻，這樣硬度可下降1HRC，殘留應力降低40%～65%。

對於精密(mi)模劑的精密磨削要注意環境(jing)溫度的影響，要求恒溫磨削。

⑤.衝模粗加工時要為精加工保留合理的加工餘量，因為所留的餘量過小，可能因熱處理變形造成餘量不夠(gou)，必須對新製衝模進行補焊(han)，若(ruo)留的餘量過大，則增加了淬火後的加工難度。

⑥.衝模滑塊或浮(fu)塊的平行度超過要求時，會使衝模鎖扣(kou)啃(ken)壞或打裂，重者會打斷頂杆甚至損壞模劑，所以在衝模加工中除對模腔尺寸按(an)圖(tu)紙(zhi)要求加工外，對其它各部分外(wai)形尺(chi)寸、位置度、平行度、垂直度都(dou)要按要求加工並嚴格檢驗。

⑦.衝模模腔的粗糙度直接影響衝模壽命，粗糙度高會使衝件不易脫模，特別是中間帶凸起部位，衝件越深(shen)，脫料越困難，最後隻能卸下衝模用機加工或氣割的方法破壞衝件。由於粗糙度值高會使金屬流動阻(zu)力增加，嚴重時會將模壁磨損成溝(gou)槽，既(ji)影響衝件成形，也易使衝模早期失效。工作表麵粗糙度值低的模劑不但摩擦阻力小，而且抗咬合和抗疲勞能力強，表麵粗糙度一般要求Ra=0.4～0.8μm。

⑧.模劑的製造裝(zhuang)配精度對模劑壽命的影響也很大，裝配精度高，底麵平直，平行度好，凸模與凹模垂直度高，間隙均勻，亦可獲得相當高的壽命。

7.衝壓原材料的選用①衝壓件的材料有金屬和非金屬。一般來講(jiang)，非金屬材料的強度低，所需(xu)的成形力小，模劑受力小，模劑壽命高。因此，金屬件成形模比非金屬成形模的壽命低。

②.實(shi)際生產中，由於衝壓原材料厚度公差超差、材料性能波(bo)動、表麵質量較差(如鏽跡(ji))或不幹(gan)淨(jing)(如油汙(wu))等，會造成模劑工作零件磨損加劇、易崩刃等不良後果(guo)。為此，應當注意：

a.盡可能采用衝壓工藝性好的原材料，以減少衝壓變形力；

b.衝壓前應嚴格檢查原材料的牌號(hao)、厚度及表麵質量等，並將原材料擦拭(shi)幹淨，必要時應清(qing)除表麵氧化物和鏽(xiu)跡；③根據衝壓工序和原材料種類，必要時可安(an)排軟(ruan)化處理和表麵處理，以及選擇合適的潤滑劑和潤滑工序。

8.針對工作溫度的良好潤滑衝壓模劑的工作溫度可分為低溫、常溫或交(jiao)變溫度等幾種狀(zhuang)態，溫度對鋼的耐磨性有相當大的影響。通常在250度以下時主要為氧化磨損，即衝壓模劑對接件或衝壓模劑與工件之間相對摩擦，形成氧化膜並反複形成和剝(bo)落，磨損量較小；250度到300度之間時轉(zhuan)變為粘著磨損，磨損量達到最大值；高於300度又轉化為氧化磨損為主，磨損量趨(qu)向減小，但溫度過高時，衝壓模劑硬度明顯下降，粘著現象加重，甚至形成較大麵積燒(shao)結和熔(rong)融磨損。

衝壓工作時，模劑因受熱而升(sheng)溫，隨(sui)著溫度的上升，模劑的強度下降，易產生塑性變形。同時，模劑同工件接觸的表麵與非接觸表麵溫度有差別，在模劑中造成溫度應力。潤滑模劑與坯(pi)料的相對運動表麵，可減少模劑與坯料的直接接觸，減少磨損，降低成形力。同時，潤滑劑還能在一定程度上阻礙(ai)坯料向模劑傳熱，降低模劑溫度，對提高模劑壽命都是有利的。

9.衝壓設備的選擇與安裝運行

衝壓設備的精度與剛度,結構特征(zheng),安裝環境以及衝壓速度都有將對模劑壽命有很大的影響。

①.設備的精度與剛度 衝壓設備的精度與剛性對衝壓模劑壽命的影響極為重要。衝壓設備的精度高、剛性好，衝模壽命大為提高。模劑成形工件的力是由設備提供(gong)的，在成形過程中，設備因受力將產生彈(dan)性變形。複雜矽(xi)鋼片(pian)衝模材料為Crl2MoV，在普(pu)通開式壓力機上使用，平均複磨壽命為1-3萬(wan)次，而新式精密壓力機上使用，衝模的複磨壽命可達6~12萬(wan)次。尤其是小間隙或無間隙衝模、硬質合金衝模及精密衝模必須選擇精度高、剛性好的壓力機，否則，將會降低模劑壽命，嚴重者還會損壞模劑。

②.衝床本身堅(jian)固(gu)的框架結構和地基隔離帶(dai)可以分解衝壓過程中的衝擊力。在衝床(chuang)地基周圍(wei)設置高濕(shi)度的隔(ge)離帶,使用地基可以保持衝床的水(shui)平度，而水平度影響模劑的壽命。

③.控(kong)製滑塊(kuai)的導向精度。 大多數衝床隻靠導軌(gui)來控製滑塊的垂直運動，導軌不但控製驅動輪(lun)的運動而且承載機構產生的力。滑軌必須定期更換，但如果安裝一個導向套(tao)，將延長滑塊和導軌的壽命。這種帶導向套的滑塊吸收(shou)偏心輪產生的側向力，並將其分解。在雙重導向的衝程(cheng)中，導軌的作用是引導承受模劑反作用力的滑塊，因此必須充分利用導軌的全部長度，使滑塊在整個行程中被充分導向。這種導向套與導軌的組合導向比單(dan)獨(du)由導軌導向的導向麵積要大1倍多。使用導向套再加上潤滑油(you)（而不是脂潤滑），可使導軌間隙（0.0015英(ying)寸）比無導向套更小（0.008-0.015英(ying)寸）。使用小間隙導向可精確的控製滑塊運動，盡管這種結構比無導向套初(chu)期的成本(ben)要高，但它可以使模劑的壽命延長30%。

④.降低落料時或衝裁力很大時的衝擊力。 當切刃剪切至板料厚度的20%-30%時，板料開始(shi)斷裂，並釋(shi)放能量，促使滑塊高速下行。在行程末端滑塊速度的突(tu)然增大會對衝床和模劑產生巨(ju)大的衝擊，滑塊在材料斷裂點的速度與生成的反作用力直接相關。為減小這種衝擊，在相同的生產節拍下使用一種驅(qu)動連杆將滑塊在行程末端的速度減小到用曲柄(bing)衝床的40%。滑塊對於模劑的接觸速度和衝擊力也將降為曲(qu)柄衝床的60%。這種速度降低意(yi)味(wei)著減小了上下模的衝擊，從而延長了模劑的壽命。

⑤.衝壓速度 衝壓速度愈高，模劑在單位時間內受的衝擊力愈大(衝量大)；時間愈短，衝擊能量來不及傳遞(di)和釋放，易集中在局部，造成局部應力超過模劑材料的屈服應力或斷裂強度。因此，衝壓速度越高，模劑越易斷裂或塑性變形失效。

10.日常保養與刃磨維修為了保護正常生產，提高衝壓件質量，降低成本，延長衝壓模劑壽命，必須對模劑進行日常保養,確保正確使用和刃磨維修。

①.做好衝模的日(ri)常保養、維護工作, 注意保持(chi)棋(qi)具的清潔和合理的潤滑，嚴格執(zhi)行衝模“三(san)檢查(cha)”製度(使用前檢查，使用過程中檢查與使用後檢查)。

②.模劑的正確安裝與調(diao)試: 嚴格控製凸模進入凹模深度；控製校(xiao)正彎曲、冷擠、整形等工序(xu)上模的下止點。

③.衝模刃磨修理: 凸、凹模表麵粗糙度值越(yue)低，耐疲勞強度越高，粗糙度值每降低1級，壽命可提高1倍。板料在衝裁時，隨著凸模進入板料深度的增加，材料向凸、凹模刃口流動，直到凸模刃口和凹模刃口之(zhi)間產生的裂紋重合時為止。在材料流動時，凸、凹模端麵產生很大的摩擦力，摩擦力大小在很大程度上取決於凸、凹模端麵粗糙度的高低，因此，研磨凸、凹模端麵有利於提高衝模壽命，特(te)別是形狀複雜而精度要求高的中小型衝模。因此，研磨凸、凹模時，必須研磨側(ce)麵後再研磨端麵磨削後。