冷挤压模具的综合修复

一、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。  
 
二、模具尺寸精度的电火花强化修复  
 
    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。  
 
1．电火花强化工艺（以凹模为例）  
 
    硬度：58－62HRC；表面粗糙度值：Ra0．8μm；电极棒：合金棒。  
 
    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．强化结果  
 
    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。  
 
三、模具强化层表面粗糙度的刷镀修复  
  
   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。  
 
    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。  
  
四、结语  
 
    在试验的基础上，又进行了小批量报废模具的修复，投人使用后发现，在相同的加工条件下，经修复的模具，每副凹、凸模加工零件数上升到8000－10000件，且加工的零件表面质量明显改善。