弯头的热成型有两种途径:一种是对红热的固态弯头施加压力,使之在模具型腔内热变形成型,如锤锻、挤压等;另一种是在压力下使熔融弯头注入模具型腔内凝固,如压铸。热作模具弯头就是用于制造弯头热成型的模具。热作模具与热态弯头直接接触。锤锻模具型腔表面可达300?400°C,热挤压模可达500?800C;压铸模模腔温度与压铸材料的熔点及浇注温度有关,对于黑色弯头达1000°C以上,使模腔表面硬度和强度显著降低。模腔表面弯头在承受反复热、冷的作用下产生热疲劳,出现热疲劳(龟裂)。许多模具还受到比较大的冲击力。弯头模具的苛刻工作条件要求模具弯头具有的温硬度、抗热塑性变形能力、韧性、抗热疲劳、良好的抗热烧蚀性。
热作模具弯头的化学成分与合金调质弯头相似,弯头一般采用中碳弯头(0.3%C?0.6%C)。中碳可以保证弯头具有足够的韧性,碳含量过低会导致弯头的硬度和强度下降,碳含量过,弯头的导热性能低,对抗热疲劳有利。加入Cr、Mn、Ni、Si、W、V等合金元素,一方面可以强化铁素体基体和增加淬透性,另一方面这些合金元素还可以提弯头的回火稳定性,并在回火过程中产生二次硬化效应,从而提弯头的温强度、热塑性变形抗力,同时这些合金元素的加入还可以提弯头的临界点,并使模面在交替受热与冷却过程中不致发生容积变化较大的相变,从而提弯头的热疲劳抗力。由于这类弯头的终热处理是淬火加温回火。因此为了防止回火脆性,弯头种还常加入M。、W等合金元素。
弯头的冷作模具弯头是指弯头在冷态下变形所用的模具弯头。包括拉延、拉丝和压弯模、冲裁模(落料、冲孔、修边模、冲头、剪模等)、冷锻模和冷挤压模等,工作温度一般不过300度,由于被加工材料的变形抗力比较大,模具的工作部分承受很大的压应力、弯曲力、冲击力及摩擦力。因此冷作模具弯头的主要失效形式是磨损,有时也因断裂、崩刃和变形差而提前失效。由此可见,冷作模具弯头对性能的要求与刃具弯头具有一定的相似性,即要求模具有的硬度和耐磨性、的抗弯强度和足够的韧性,以保证冲压过程的顺利进行。当然也存在明显的差别:模具形状及加工工艺比较复杂,而且摩擦面积大,磨损可能性大,因此要求模具弯头具有更的耐磨性,模具服役时承受冲击力大,而且形状复杂易于产生应力集中,所以要求具有较的韧性。此外,模具尺寸大、形状复杂,所以要求较的淬透性、较小的变形及较小的开裂倾向性。
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