不锈钢制管模具失效分析及防止粘着磨损对策

不锈钢制管模具失效分析及防止粘着磨损对策

不锈钢型材以其坚固,易保养,耐磨损,抗氧化及豪华气派等特点,广泛用于建筑,冶金,化工,医疗及商场,宾馆,住宅等的装饰, 因而不绣钢制管业发展迅速, 在不锈钢制管生产过程中主要工序都要靠模具完成, 如纵剪, 成型, 拉延, 整形, 定径等工序, 而模具的磨损是失效的主要形式.

1 模具磨损的类型

模具材料为, 生产工艺流程为, 下料一铸造, 球化退火. 粗车, 热处理, 机械加工, 磨平面, 磨内孔, 数控型面, 抛光, 按常规热处理方法, 即淬火, 低温回火, 硬度60 以上,在生产过程是模具型面出现白亮带或斑点, 有不平的手感, 在型材表面出现划痕或亮带,表明模具困磨损而失效,不能继续使用, 根据粘着磨损的定义, 即磨损面发生相对滑动时,因相冷焊作用产生粘着点, 该点在剪切应力作用下变形以致断裂, 使材料从一个表面迁移到另一个表面, 在作用力一定的条件下, 这种材料的迁移方向和程度主要取决于模具, 型材的化学成分和结合部分的相对强度.

2 磨损原因

2.1 据制管厂家信息反馈,同样的模具制作不同质量的板材,模具磨损程度不一样, 进口板材几首不磨损, 而某些国内厂家的板材磨损, 这主要是板材粗晶所致,在压延时晶界及晶粒位向不同, 各晶粒变形不均,粗晶变形大而不均,严重者出现粗糙的表面呈桔皮状, 这样的板材对模具损害较大.

2.2 所加工的模具经常规热处理,硬度一般为以上, 而被成型的板材料的奥氏体,其硬度为,二者相差悬殊, 在一定压力下, 容易被焊合.

2.3 不锈钢具有高的屈服强度,故在成型时需要较大的能量,一般要比低碳钢成型所需要能量大2倍之多,这主要是奥氏体不锈钢在成型过程中另工硬化速度快, 由原始硬度可骤增到近, 强度迅速提高.

2.4 模具在动力作用下,以动运转, 使不锈钢板渐变形, 成型,此时模具承受一个大的正压力和摩擦力, 摩擦的大小与压力P成正比，与板材加工硬化速成度成正比，继续动摩擦，二者材料元素互溶，形成冷焊•在剪切作用下，材料从一个表面迁移到另一个表面, 模具失效.

3 防止模具粘着磨损对策

根据模具粘着磨损原因，对以找出如下 3 条防止模具磨损的对策

1 减少滚动摩擦所产生的摩擦力F1 F2

正确选用润滑剂,润滑剂总的来说可分3大灯,即液体,半液固体,固体,不锈钢在拉延成型工序中,一般采用液体和固体类,根据不锈钢成型的管径和受力不同, 润滑剂的选用也不同,管径较小时,可选用油剂润滑,如氯化石蜡, 或增加少

许机油,皂化液,石墨粉等,管径在以上时应选用有机高分子化合物,因高分子化合物本身柔软,塑性好,在坯料成型过程中,可随坏料一道变形,始终将不锈钢坏料与模具表面隔离开,有效的降低摩擦系数, 减少摩擦力,润滑效果好.

2 增加模具表面强度, 提高抗力, 利用热处理手段提高模具表面硬度, 主要方法有, 深冷处理, 将模具进行常规处理后, 再进行深冷处理并低温回火, 模具表面硬度在原基础上可提高渗金属,主要是渗钒或渗铬, 将模具按图纸全部加工到

要求尺寸, 再进行渗或渗处理, 在模具表面形成或的金属碳灰物, 硬度可达左右, 基体硬度也可达以上, 强度显著增加, 大大提高模具使用寿命,但模具型面呈尖角的方管模,矩形模使用效果不好, 因尖角处容易形成超硬碳化物的堆积,脆性增加, 在使用过程中易脱落, 加之模腔与内孔有变形, 修模困难.

3 采用化学热处理方法, 改变模具表面的成分及结构, 即可提高模具表面强度, 又能降低摩擦系数

3.1 将模具进行渗氮处理, 渗氮方法很多,但一般采用一段恒温氮化, 氮化时间,渗层在表面硬度,模具表面晶体结构也发生变化, 表层组织为呈六方晶格,六方晶体的材料其摩擦系数小,抗摩性能好.

3.2 硫,碳,氮,稀土多元共渗,在中性盐液中加入硫,碳,氮,稀土等共渗素, 将模具置于其中进行多元共渗,其结晶是, 模具表层为硫,碳,氮等化合物,表面硬度可达以上,组织层深为,稀土则起催渗作用并细化渗层给织, 实践表明硫的化合物具有良好的减摩擦抗咬合, 特别是预防初期磨损具有良好的作用.

4 结语

CR12M0V钢制不锈钢制管模具在制管成型过程中，特别是奥氏不锈钢板材极易熔，在模具表面形成坚硬结疤，使型材

表面产生划痕，同时模具也出现粘着磨损，其原困除大滚动摩擦力外，主要是不锈钢板材的压延时快速的冷作硬化和极易咬合的特性，防止其磨损对策很多，但主要对策提高模具表面强度，降低模具表面摩擦系数，其热处理工艺有渗钒，氮化及硫氮稀土，多元共渗，这些工艺经试验运行，效果良好．