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由于各類模具鋼材本身的特性不同,所處的加工條件不同,熱處理方式不同,所加工的產(chǎn)品材質(zhì),類型,批量不同,對(duì)模具表面的要求不一樣,……因而其失效形式是多種多樣的,原因也是形形色色。往往客戶在加工及使用過(guò)程中碰到模具失效,首先抱怨的是原材料有問(wèn)題,其實(shí)lkm每月收獲并處理的鋼材投訴約為50-80宗,但經(jīng)理化測(cè)試和縝密分析得出結(jié)論:真正投訴成立,屬于原材不良(如材料疏松/偏析/夾層/原材裂紋等)的各案只占總投訴的10%---20%。絕大多數(shù)模具失效的原因往往關(guān)乎模具的設(shè)計(jì),加工,熱處理,使用甚至選材不當(dāng)。

 

part i. 失效形式的分類

 一般而言,可將模具鋼的失效分為五類:

1)             塑料模具的失效:常見的失效形式有——拋光不良/皮紋效果差/開裂/腐蝕/咬合/變形/擦花/磨損/困氣/散熱不足等

2)             壓鑄模具的失效:常見的失效形式有——熱龜裂/侵蝕/整體破裂/塑性變形等

3)             冷作模具的失效:常見的失效形式有——磨粒磨損/粘著磨損/崩角/塑性變形/爆裂等

4)             熱處理的失效:常見的失效形式有——翹曲變形/表面脫碳/過(guò)熱過(guò)燒/淬火裂紋等

5)             模具加工的失效:常見的失效形式有——機(jī)加工錯(cuò)誤/磨削裂紋/edm開裂/wedm開裂/wedm或edm后出現(xiàn)黑點(diǎn)(腐蝕點(diǎn))/焊接開裂等

 

part ii.塑料模具鋼的失效

由于lkm的鋼材銷售對(duì)象中,塑料模具鋼用家占絕大多數(shù),故下面詳細(xì)介紹塑料模具鋼的失效原因和應(yīng)對(duì)措施。

 

第一類、拋光不良(表現(xiàn)形式有):

1..光潔度不足(可能原因及應(yīng)對(duì)措施見下表1)

表1拋光問(wèn)題——光潔度不足

可能原因

應(yīng)對(duì)措施

實(shí)例

材質(zhì)不良

選擇優(yōu)質(zhì)材料

國(guó)產(chǎn)p20 vs finkl p20hh

選材錯(cuò)誤

選擇合適材料

nak80 vs s-star

拋光不良

正確的拋光方法

正確的拋光工藝/拋光程序/拋光環(huán)境/拋光設(shè)備和磨料

 

2.針孔

   拋光出現(xiàn)針孔,通常的反應(yīng)是:材料有砂窿(孔)。其實(shí)針孔的成因一般與拋光過(guò)度有關(guān),如客戶的某一道拋光工序所花時(shí)間太長(zhǎng)及拋光輪轉(zhuǎn)速太快,拋光工具會(huì)將鋼材中的微小粒子(如氧化物和碳化物)從材料中拖出來(lái),從而在模具表面留下孔洞。針孔的形態(tài)規(guī)則,呈圓形或(橢圓形),并帶有拖尾;而材料砂孔屬于原材料冶金缺陷,是在煉鋼時(shí)形成的,多為不規(guī)則形狀并有向四方的分叉(樹枝狀),孔內(nèi)還有一些黑色的熔渣。應(yīng)對(duì)措施是掌握正確的拋光時(shí)間和拋光工藝,同時(shí)盡量選用作過(guò)var(esr)的鋼材。

3.料紋

拋光出現(xiàn)料紋有兩種可能性,一是底紋未清,這類紋路往往較連續(xù)和平直,顯微鏡下觀察與鋼材表面在同一個(gè)平面,采取的應(yīng)對(duì)措施是每一道拋光工序一定要將上一道拋光痕跡徹底去除后才能進(jìn)行下一道工序。另一個(gè)可能原因是材料碳化物(或硫化物)偏析,這類紋路往往是斷續(xù)和不規(guī)則的,凸現(xiàn)于鋼材表面,應(yīng)對(duì)措施是選用優(yōu)質(zhì)的,鍛壓比大,雜質(zhì)含量低的鋼材。

4.硬點(diǎn):成因通常與電火花加工后白層未完全去除有關(guān),可通過(guò)去應(yīng)力回火/退火或調(diào)整edm工藝(用高頻率,低電流進(jìn)行edm加工)

5.橙皮紋:成因通常與錯(cuò)誤的拋光手法(用力不均或用錯(cuò)拋光工具)或鋼材表面脫碳致使表面硬度不均勻有關(guān),多見于預(yù)硬料中,應(yīng)對(duì)措施是采用正確的拋光工藝及真空熱處理。(如由于材料是大料心部開出的,模具表面硬度可能不均勻,則可通過(guò)回火來(lái)改善。)

第二類、開裂(可能原因及應(yīng)對(duì)措施見下表2)

表2  開裂

可能原因

應(yīng)對(duì)措施

實(shí)例

設(shè)計(jì)不當(dāng)

改良設(shè)計(jì)

加強(qiáng)壁厚/冷卻水道離r位不可太近

韌性不夠

選擇高韌性材料

nak80 vs mek4

edm白層太厚

改善制模工藝

使用前將edm白層全部去除/去應(yīng)力回火/edm結(jié)束前用較小電流結(jié)束放電

 

第三類、咬合

相同材料制成的模具部件在磨擦?xí)r會(huì)產(chǎn)生咬合現(xiàn)象,可通過(guò)采用不同種材料制成上下模或通過(guò)表面處理及噴砂來(lái)解決這一問(wèn)題。

第四類、腐蝕

腐蝕來(lái)源可能是潮濕的生產(chǎn)環(huán)境或塑料(如pvc/pmma/pa等)及添加劑(如阻燃劑)加溫時(shí)放出酸性氣體??赏ㄟ^(guò)使用不銹模具鋼及表面鍍鉻或pvd防銹涂層,同時(shí)必須保持啤塑環(huán)境通風(fēng)干燥等措施來(lái)解決該問(wèn)題。

第五類、擦花(可能原因及應(yīng)對(duì)措施見下表3)

表3   擦花

可能原因

應(yīng)對(duì)措施

實(shí)例

模具硬度不足

采用通硬材料

s136h vs s136

模具材料不能耐受較高的模溫

采用能高溫回火的材料

s136 vs 236(啤塑pmma)

鎖模力不足

采用合適的注塑機(jī)

80t注塑機(jī) vs 100t注塑機(jī)

第六類、困氣:塑料模具接合時(shí)氣體被困而影響產(chǎn)品成形,可通過(guò)采用模擬軟件改變?cè)O(shè)計(jì)(成本較高)或選用透氣鋼做鑲件(較簡(jiǎn)便易行)來(lái)解決困氣問(wèn)題。

 

第七類、散熱不足:模具厚薄不一,熱量難以帶走,影響產(chǎn)質(zhì)量量及增加生產(chǎn)周期;應(yīng)對(duì)措施有:改良冷卻水道設(shè)計(jì)或采用be-cu或合金cu作鑲件。

第八類、磨損(可能原因及應(yīng)對(duì)措施見下表4)

表4   磨損

可能原因

表現(xiàn)形式

應(yīng)對(duì)措施

pc,pmma及塑料填充劑(玻纖)流動(dòng)

產(chǎn)品表面失去光澤,皮紋變光滑

選用耐磨性佳的模具鋼

脫模斜度不足

拔模面拉花(起線)

增大拔模斜度

型芯或滑塊的摩擦

澆口部位嚴(yán)重磨損

型腔做表面氮化或pvd涂層

 

第九類、變形:當(dāng)模板的屈服強(qiáng)度小于鎖模壓力時(shí)易發(fā)生變形,可通過(guò)提高材料硬度來(lái)改善。另一可能原因是設(shè)計(jì)不良,應(yīng)對(duì)措施是更改設(shè)計(jì)。

 

第十類、皮紋效果差(可能原因及應(yīng)對(duì)措施見下表5)

表5  皮紋效果差

可能原因

應(yīng)對(duì)措施

實(shí)例

edm白層的影響

改善加工工藝

蝕紋前將edm白層徹底去除并進(jìn)行去應(yīng)力回火

材料硬度均勻性不夠

通過(guò)熱處理使材料表面硬度達(dá)到一致

p20類較大尺寸材料須于蝕紋前進(jìn)行去應(yīng)力回火

材料含硫量高

采用低硫含量的純潔鋼材

nak55 vs nak80

 

part iii. 業(yè)務(wù)員面對(duì)鋼材投訴時(shí)該怎么做

   以Zui常見的拋光問(wèn)題為例:如一件s136模具經(jīng)過(guò)機(jī)加工     edm加工    熱處理

edm清角     拋光 ,結(jié)果拋光質(zhì)量不佳,客戶非常生氣,立即向龍記投訴,拋光問(wèn)題關(guān)乎的因素很多,營(yíng)業(yè)員到場(chǎng)起碼須做到以下步驟:

1.確認(rèn)該料是否為lkm所售?

2.查看有問(wèn)題的模具,弄清楚是屬于哪一類拋光問(wèn)題:拋光有紋/拋光有點(diǎn)/或其它?

3.具體了解其edm加工方式和加工部位

4.具體了解其熱處理方式,熱處理硬度,在何處做熱處理?

5.具體了解其拋光手段,是發(fā)外拋光還是自己拋光?機(jī)拋或是手拋?拋光該?;ǘ嚅L(zhǎng)時(shí)間?若為自己拋光,請(qǐng)盡可能了解其拋光程序和拋光環(huán)境,拋光工具和

磨料等細(xì)節(jié)。

所有情況請(qǐng)做記錄,可運(yùn)用所學(xué)知識(shí)作一初步判斷,并將相關(guān)資料迅速反饋到顧客服務(wù)部或相關(guān)技術(shù)支持部門。

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