一种冷挤压模具的综合修复

HEATS

　　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。

& e, o9 k# { V& @

　　2模具尺寸精度的电火花强化修复

( j: i3 y" H7 x) ] / ^. i# b; a9 P1 H7 w0 E

　　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。

8 X( R+ l2 `0 j, f% g

　　2.1电火花强化工艺(以凹模为例)

1 b, J, S8 |! }0 y' I1 `

　　表面硬度：58-62HRC；表面粗糙度值：Ra0.8μm；电极棒：合金棒。

6 q! O f- `3 m: y

　　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。

& i3 ~0 M- j) |3 e5 d) R/ T 1 R+ ~5 X0 y- U; f. t

　　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。

7 m1 @$ y4 s! b8 T8 | o 5 q1 E" Q; F9 Q* Y5 d0 j |

　　3模具强化层表面粗糙度的刷镀修复

' b8 x" b; G) [+ _! R

　　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)

& \) H" s3 Y( Y% U* u2 T8 a7 T

　　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。

( g9 I9 m0 u# @3 S' W6 }5 ^

　　l)电净

) T' H# L3 O5 u/ \$ }

　　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

9 z5 _* v( R. O' K1 G' e, q " Y" z% H* f- U6 l' d0 j3 Z/ i

　　冲洗：用自来水冲洗干净。

" r* h/ Z6 [: N* Q {7 @! M! J8 Y/ J% n' Q

　　2)活化

: s! \+ E* c+ s* y

　　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。

: B/ l! L7 r3 d( Q2 e4 s# U

　　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。

) b: @& d+ [2 v4 k$ n" ~3 p

　　3.2刷镀结果

) C4 }* A4 |) D

　　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

$ n* u! m6 v; c3 f0 a+ Q

　　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。

& O0 T9 ?/ R+ P# _