提高冷冲压零件的几种办法

论提高冷冲压钣件表面质量的几种办法
众所周知，随着中国汽车和农机行业的发展，产品质量的提升越来越受到关注，尤其作为车身“脸面”的冷冲压覆盖件，其表面质量就就显得尤为重要。

大部分冷冲压车身覆盖件采用钢板如DC04、SPCC、BLC、B280VK 等，由于钢板本身硬度较低，模具表面一旦产生碎屑，就会像尖刀一样在钢板表面划出一道道痕迹，严重影响制件外表质量。

如何提升冷冲压件表面质量，本文将从以下三个方面进行介绍。

一.提升模具表面光洁度。

钢板在成型过程中要受到模具的挤压并产生摩擦力，一套模具的设计寿命约为10万到几十万件，在这么多的冲压频次中，模具表面因与钢板挤压摩擦难免要产生一些碎屑，这些碎屑不仅会将钢板表面划伤，产生一道道划痕，也会将模具表面划伤，在模具表面形成一道道划痕，用手触摸就感觉摸在砂纸上一样。

这种划痕一旦在模具上产生，就会在以后的零件成型中留下划痕，严重影响了零件表面质量。

如何将这些划痕去掉，对于没有电镀处理的模具，可首先采用砂轮机将拉磨处粗略打磨，然后用砂纸或用磨石打磨模具表面，经过反复打磨后确保零件表面光滑平顺。

二.适当使用润滑油辅助生产。

冷板冲压件在拉延序生产时，由于部分模具制造质量低，模具表面硬度不高，拉延过程中很容易造成制件和模具拉伤，并经常导致制件出现隐裂、开裂等现象，影响外表质量的同时也增加了不良品率。

冲压拉伸油在冲压拉延序的应用，增加了模具钢板之间的润滑性，为节省冲压油的使用量，根据模具不同的质量和零件形状，可在被模具挤压并与模具产生相对流动的地方涂抹拉伸油，如钢板与模具压边圈接触的地方。

根据制件的状况，可间隔性的在制件上刷油，比如每3-5件在零件表面刷一次油，为保证钢板双面都受到润换，在质量允许的情况下可没隔几件翻一次钢板，在钢板另一侧涂抹拉延油，若钢板不允许则隔一段时间在模具上下模表面涂抹拉伸油。

拉延油涂抹应该采取不过的原则，及尽量少的涂抹拉延油，一是降低加工成本，二是过多的涂抹拉延油将降低焊接质量，焊枪点焊后将发生“井喷”现象。

目前拉伸油一般分为油基拉延油和水基拉延油两种，油基拉延油的的拉延性能较好，一般其抗压性能、润滑性能要高于水性拉延油。

油基拉延油的PB值可达到100KG以上。

可用于一些型面复杂，拉延深度较深的零件，如油箱、顶盖、地板等。

而水基拉伸油抗挤压性能较差，其PB值一般在100Kg以下，可用于型面简单的零件的辅助生产，如加强筋、横梁等。

另外油基拉伸油防锈期较水基拉延油好，正常天气情况下，北方地区室内保存其防锈期一般可达30天左右，而水基拉伸油相对较少，其只能起到工序间防锈的作用，正常天气北方地区室内保存防锈期可达7-12天。

超过一定期限后，拉延油中化学成分开始变质，将加快钢板的腐蚀，对焊接质量和去脂清洗造成一定的影响。

拉延模经过几万件工作后，其表面硬化处理部分已经受严重磨损，
这是零件表面将出现拉延痕，模具也会加速拉伤。

这就需要提高模具表面硬度，目前提高模具表面硬度的方法一般有两种，一种是TD处理，一种是镀鉻。

一、设计和材料选用
并非所有的汽车结构件模具都需要TD处理，只有产量大、产品质量要求高、易磨损的汽车结构件、底板件模具才最需要TD。

我们认为汽车结构件模具在采用TD处理时需要注意的主要事项有：
1、设计：选择合适的长径比，单块模具的长度最好小于380mm, 厚度大于70mm,孔距、孔边距大于5mm,尽量避免尖角，R需大于0.5mm。

这样才能确保TD过程中的变形控制、热应力和组织应力的消除，从而有效规避和减少工件在TD过程中开裂和变形量过大的风险；
2、基体材料的选用：最好选择Cr12MoV、SKD11、KD11S、DC5
3、D2 、D6、 A2等。

我们通过六年的材料选用跟踪，我们认为如果不采用TD技术，进口材料的使用效果明显优于国产材料。

如果采用TD处理，相同含碳量的国产材料的使用效果与进口材料差别不大。

因为影响TD层形成，及其质量优劣的主要因素是金属材料的含碳量的高低和分布的均匀性；
3、初始热处理工艺；
4、制造过程的控制；
5、特殊情况下的焊补；
6、装配、调整和使用，人、机、料、法、环的匹配。

二、正确认识TD后工件的变形量
从理论上讲，并没有不变形的热处理，TD也一样，这也是TD今后攻关的主要课题。

只不过TD在如此高温度下相对其他热处理其变形量应该算最小的。

尽管TD处理也会有变形，但是可以通过工艺试验，最有效的方法是用预留尺寸法来弥补。

事实上TD处理的变形量针对每一种金属材料并没有一个通用的、精确的计算公式。

目前针对国产的金属材料我们摸索出的平均的变形量约为≤0.05‰，如果只针对于同一炉次的材料我们通过工艺试验的方法可以精确地控制在能够满足
用户使用的范围之内。

我们认为，只要通过事先的沟通和工艺试验，模具经过TD处理后可以不影响装配和使用。

影响模具TD过程中影响工件变形的因素很多，主要有：
1.设计：长径比、型腔结构；
2.材料：化学成分、轧制质量、纤维方向（棒材、板材、锻件）等；
3.热处理：TD前的热处理工艺和质量，特别是组织应力和热应力的消除情
况；
4.TD：工件的装夹及TD工艺控制。

三、工件在TD前的焊补
即便是发达的工业国家，模具的焊补也在所难免，也完全可行。

我们通过前期的技术沟通，焊补的模具也不会明显影响其使用性能。

模具焊补后容易出现的缺陷主要表现在：
1、焊点开裂；
2、模具变形超差
3、焊接部分不能做上TD覆层，整个工件的TD层不均匀。

我们建议对模具的焊补采取下列方法后，可以减少或规避缺陷模具焊补的缺陷：
1.焊接设备选用：依序选择直流焊、交流焊、氩弧焊；
2.焊接材料选用：Cr12MoV\SDK11\KD11S\DC53\D2\A2模具材料请选择日本东海
熔业TM-10B焊材和Trader公司的SKD11（这个牌号极有可能是针对中国市场特取名的）焊材；
3.焊接工艺：
1)对焊接部位打坡口，并确保其洁净；
2)工件用80 -120℃预热透保温2小时,直流焊、交流焊的焊条用 200℃保
温2小时。

如果现场不具备保温条件可用其他加热设备代替（氧气、乙炔等）；
3)对焊接量较大的工件实行堆焊，堆焊时要确保焊渣清除干净，同时还
需用角磨机反复打毛焊接面后再焊。

一个焊接面尽量使用一支焊条，焊接过程中尽可能规避焊条接续；
4)对焊接好的工件用80 -120℃热透保温2小时后随炉冷却。

四、TD前仍然要对工件进行热处理的理由
TD其实就是一个完整的热处理过程。

不管TD前的工件的基体硬度有多高，在TD过程中都会有一个重新淬火的过程。

尽管如此，我们仍然建议客户在TD前应该给工件淬火或调质，其理由是：
1.消除组织应力和热应力，可以降低TD处理过程中的变形量；
2.可以保证工件磨削加工的光洁度；
3.有基体硬度可以支撑试模；
4.材料的锻造缺陷可及时发现；
5.降低物流中工件撞伤的几率。

五、工件在TD前可选择的热处理工艺
1.真空淬火；
2.中性盐浴炉；
3.普通井式电炉；
4.普通厢式电炉；
5.表面感应淬火；
6.表面激光淬火；
六、模具采用TD处理的刚性条件的建议
1.工作温度低于500℃的以磨损失效的冲压、挤压、拉拔、滚压模具；
2.被加工材料板厚超过1.4mm；
3.被加工材料屈服强度超过400Mpa；
4.产品的外观要求严格；
5.单一产量大于10万件。

另外一种是模具镀鉻，
板料厚度1.2mm以上的不适宜电镀。

一般以1.0mm及其以下的为宜。

电镀前模具处理：模具本体所用材质种类较多，但是，材质为Cr12MoV、
Cr12、SKD11、KD11S 的模具易出现电镀后开裂问题，须特别注意。

⏹主要修理项目：砂眼、开裂、压伤、板料表层在模具上的残留、拉毛/拉伤
焊条的选用：推荐使用：含Ni、Cr成分的焊条不适宜电镀
TM2000B
11CB
SUPER45
O172(深/浅）
UTP665
D517
韩国制62
锦州锦泰A103
⏹打磨修理工具的选用：油石，金刚锉、磨石
⏹模具附带部品的拆卸：导板
⏹定位销、定位块
⏹配管、配线
⏹氮气缸等
模具镀铬后的保养
⏹调试前的涂油保养
⏹生产过程中及结束后的表面清洁
A 异物、杂质的清理
B 板料表层残留的清理
⏹生产1个批次后的表面抛光
⏹电镀层的定期点检及再电镀
⏹调试前的微量涂油保养
电镀完成至上机调试前如果能够涂油并使其渗透24小时，模具表面润滑效果更佳。

但是，油脂不宜过多。

⏹生产过程中的表面清洁
第1次生产200~300件后，停机清洁模具表面
⏹生产结束后的表面清洁
A 异物、杂质的清理
⏹电镀层不可磕碰、压伤
⏹电镀层表面不可涂抹含腐蚀性的物质
⏹冲压车间的粉尘治理很重要
⏹电镀后板件褶皱会缩短镀层寿命，需要
重点关注并及时调整。

⏹电镀层的定期点检及再电镀
◇生产1万次以后，开始定期检查电镀
层并做好相应清洁工作。

◇生产3万次后，定期检查电镀层的磨
损情况，保证模具始终处于镀层的
保护之下。