Пресс-формы - это "основное оружие" производства, и их срок службы напрямую влияет на качество продукции, эффективность производства и бизнес-затраты. Многие производители сталкиваются с такими проблемами, как преждевременный износ, разрушение или деформация пресс-форм. Хорошая новость? Благодаря научному проектированию, выбору материалов, обработке и техническому обслуживанию вы можете значительно продлить срок службы вашей пресс-формы.
Срок службы пресс-формы относится к количеству производственных циклов (штамповка, формовка и т. д.), которые пресс-форма может выполнить, обеспечивая при этом качество деталей. Он включает в себя все квалифицированные детали, произведенные путем многократной заточки, замены изнашиваемых деталей и даже замены основных компонентов — вплоть до окончательного вывода пресс-формы из эксплуатации.
Отказ пресс-формы делится на две категории:
- Аномальный отказ (ранний отказ): Пресс-форма перестает работать до достижения признанного в отрасли срока службы, часто из-за пластической деформации, разрушения или локального сильного износа.
- Нормальный отказ: Пресс-форма изнашивается после массового производства, вызванного постепенной деформацией, равномерным износом или усталостным разрушением.
Наша цель - избежать раннего отказа и максимально увеличить нормальный срок службы пресс-формы.
Плохая конструкция приводит к концентрации напряжений — как слабое место в веревке, которая легко рвется. Хороший дизайн должен:
- Оснастить ключевые детали (например, пуансоны, матрицы) точными направляющими системами, особенно пуансоны с небольшими отверстиями, чтобы противостоять изгибу и неравномерному износу.
- Усилить слабые места (маленькие отверстия, углы, узкие прорези) и использовать закругленные переходы (R=3-5 мм) для уменьшения концентрации напряжений.
- Выбирать взаимосвязанные конструкции для сложных штампов вместо интегральных конструкций, чтобы избежать растрескивания в вогнутых углах.
- Устанавливать разумные зазоры для вырубки, чтобы уменьшить усилие формования и износ кромок, а также обеспечить надлежащие радиусы сопряжения (R) для пуансонов/матриц, чтобы предотвратить трещины.
- Использовать жесткий комплект штампов (толщина основания ≥45 мм) и плавающие хвостовики штампов для поддержания точности направления, а также установить четыре направляющие стойки для прогрессивных штампов, чтобы избежать столкновений.
Пресс-формы подвергаются ударам, трению, высокому давлению и даже высоким температурам во время работы. Правильный материал имеет решающее значение для долговечности:
- Отдавайте предпочтение высококачественной стали с высокой твердостью (58~64HRC), износостойкостью, прочностью и хорошей технологичностью.
- Выбирайте материалы в зависимости от объема производства: Используйте долговечные варианты (твердый сплав, SKD11, DC53) для массового производства; экономичные материалы (45#, Cr12) для небольших партий; и высокопрочные, прочные материалы (DF-2) для пресс-форм, подверженных деформации.
- Обеспечьте качество материала посредством проверок (химический состав, ультразвуковой контроль), чтобы избежать внутренних дефектов, таких как сегрегация или примеси.
- Улучшите однородность карбида путем ковки — это может удвоить срок службы пресс-форм из стали Cr12.
Неправильная термообработка является причиной 45% отказов пресс-форм. Следуйте этим рекомендациям:
- Используйте соответствующие температуры закалки: Более высокие температуры для тонкостенных полостей для предотвращения расширения; низкотемпературная закалка, высокотемпературный отпуск для быстрорежущей стали для повышения прочности.
- Применяйте методы упрочнения поверхности, такие как низкотемпературное азотирование (твердость до 1200HV) или электролитическое сульфидирование, для уменьшения трения.
- Немедленно отпускайте после закалки, чтобы устранить остаточное напряжение — отпуск углеродистой инструментальной стали при 200℃ в течение 2 часов удаляет 75-80% напряжения.
- Медленно охлаждайте после отпуска (до 100-120℃) или добавьте второй низкотемпературный отпуск, чтобы избежать нового растягивающего напряжения.
Обработка поверхности повышает долговечность за счет улучшения износа, коррозии и характеристик смазки. Популярные варианты включают:
- Газовое азотирование: Образует твердый слой (HV950-1200) с хорошей красностойкостью и антизадирной способностью.
- Ионное азотирование: Использует тлеющий разряд для создания износостойкого азотированного слоя в вакуумной среде.
- Лазерное упрочнение поверхности: Увеличивает твердость на 15-20% с мелкой зернистой структурой и энергоэффективностью.
- CVD/PVD покрытие: Наносит слои карбида титана или нитрида для экстремальной износостойкости.
Проволочная электроэрозионная обработка создает растягивающее напряжение, которое накладывается на напряжение закалки, вызывая микротрещины. Исправьте это с помощью:
- Дробеструйная обработка + низкотемпературный отпуск: Преобразует растягивающее напряжение в сжимающее, увеличивая срок службы в 10-20 раз (испытано до 220 000 циклов для пресс-форм Cr12MoV).
- Шлифовка + низкотемпературное старение: Удалите белый слой и слой высокой твердости, затем отпустите при 120-180℃ в течение 4-10 часов, чтобы удвоить срок службы.
- Избегайте прямого использования после проволочной электроэрозионной обработки — даже простой отпуск (160℃ в течение 2 часов) увеличивает срок службы с 10 742 до 11 180 циклов.
Плохая обработка оставляет следы от инструмента и остаточное напряжение, сокращая срок службы пресс-формы. Основные шаги:
- Контролируйте шероховатость поверхности: Ra < 3,2 мкм для черновой обработки; Ra=0,4～0,8 мкм для готовых пресс-форм, чтобы облегчить извлечение и уменьшить трение.
- Избегайте острых краев инструмента — закругляйте концы инструмента (R) и полируйте поверхности, чтобы устранить точки концентрации напряжений.
- Используйте влажное шлифование с небольшими глубинами (0,005-0,01 мм) для предотвращения микротрещин; избегайте сухого шлифования для стали Cr12MoV.
- Предусмотрите разумные припуски на обработку и обеспечьте точность сборки (параллельность, перпендикулярность), чтобы предотвратить неравномерную нагрузку.
Качество сырья напрямую влияет на износ пресс-формы:
- Выбирайте материалы с хорошей технологичностью штамповки, чтобы уменьшить усилие формования.
- Проверяйте сырье на допуск по толщине, качество поверхности (отсутствие ржавчины/масляных пятен) и удаляйте оксиды перед штамповкой.
- Выполняйте операцию отжига для твердых материалов и используйте соответствующие смазочные материалы для уменьшения трения.
Смазка уменьшает прямой контакт между пресс-формой и заготовкой, снижая износ и температуру:
- Используйте смазочные материалы для предотвращения адгезионного износа (наиболее серьезного при 250-300℃) и охлаждения пресс-формы.
- Подбирайте смазочные материалы к процессу штамповки и материалу, чтобы избежать прилипания и перегрева.
Точность и жесткость оборудования существенно влияют на срок службы пресс-формы:
- Используйте высокоточные, жесткие прессы — штампы из кремниевой стали Cr12MoV служат 60 000–120 000 циклов на прецизионных прессах по сравнению с 10 000–30 000 на обычных прессах.
- Установите направляющие втулки для ползунов, чтобы уменьшить зазор (0,0015 дюйма) и продлить срок службы штампа на 30%.
- Уменьшите скорость ползуна в конце хода, чтобы снизить ударную силу — это снижает скорость контакта на 40% по сравнению с кривошипными прессами.
- Избегайте чрезмерной скорости штамповки, которая концентрирует энергию удара и вызывает разрушение или деформацию.
Правильное техническое обслуживание — самый простой способ продлить срок службы пресс-формы:
- Внедрите «систему трех проверок»: Проверяйте до, во время и после использования; содержите пресс-формы в чистоте и хорошо смазанными.
- Контролируйте глубину проникновения пуансона и верхние точки остановки штампа, чтобы избежать перегрузки.
- Регулярно затачивайте пуансоны/матрицы — уменьшение шероховатости поверхности на 1 уровень удваивает срок службы. Сначала шлифуйте боковые поверхности, затем торцевые поверхности и полируйте, чтобы удалить следы от инструмента.
Продление срока службы пресс-формы — это систематический процесс — от проектирования и выбора материалов до обработки и технического обслуживания. В Elite Mold Tech мы интегрируем эти лучшие практики в каждую производимую нами пресс-форму, обеспечивая долговечность, эффективность и экономию средств для наших клиентов.
Если вы столкнулись с проблемами со сроком службы пресс-формы или нуждаетесь в индивидуальных решениях для пресс-форм, свяжитесь с нами сегодня:
- Электронная почта: contact@elitemoldtech.com
- WhatsApp: +86 19860504405
Позвольте нашему опыту помочь вам максимально увеличить ваши инвестиции в пресс-формы!
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!
