冷鍛製程中切邊模具的使用壽命取決於多種相互關聯的因素,包括模具材料、鍛件的複雜程度、所生產緊固件的類型(螺栓、螺柱、螺絲或螺母)以及所採用的維護方法。一般而言,設計精良且維護得當的切邊模具的使用壽命可達 5 萬至 50 萬次以上,但此範圍很大程度上受製造環境中的操作和材料條件的影響。

切邊模具在冷鍛造中能使用多久?

1. 修邊模的作用及應力因素

修剪模具 用於冷鍛製程的最後階段,以去除多餘的飛邊,並確保鍛件具有精確的外輪廓。這些模具能夠承受重複的衝擊負荷、高接觸壓力和摩擦力,尤其是在加工高強度鋼或不銹鋼緊固件時。

修邊工序中的機械應力和熱應力非常大。由於模具在分模線處必須使用剪切硬化或加工硬化的材料,因此模具邊緣會磨損嚴重,如果材料或熱處理不當,可能會出現崩邊或開裂。

2.材料和熱處理的影響

模具鋼的選擇對修邊模具壽命有重大影響。常見材料包括:

  • SKD11(D2工具鋼): 耐磨性優良,常用於大量生產。
  • DC53: SKD11 的改良版本,具有更高的韌性,更適合複雜輪廓或高速修整。
  • 粉末冶金鋼(例如ASP23,CPM10V): 為極高容量的操作提供卓越的耐磨性和抗崩裂性。

材料和熱處理的影響

適當的熱處理(通常透過真空硬化然後進行多次回火循環)可確保硬度(通常為 HRC 58-62)和韌性的最佳平衡,從而延長模具壽命並減少早期故障。

3. 零件幾何形狀與鍛造複雜性

與頭部輪廓複雜、多葉形或特殊輪廓的緊固件相比,頭部輪廓簡單的緊固件(例如標準六角螺栓)對修剪模具施加的應力較小。飛邊量較大的零件需要更多能量來修邊,增加磨損。此外,如果修邊作業也必須去除毛邊或倒角,模具壽命通常會縮短。

4.模具維護和潤滑

定期拋光、檢查和預防性維護對於延長模具壽命至關重要。即使是高品質的模具,如果疏忽維護,也會過早失效。維護措施包括:

  • 檢查微裂紋和邊緣圓度。
  • 重新研磨和重新銳化修剪邊緣。
  • 使用適當的潤滑劑或防磨損塗層,以最大限度地減少黏附和磨損。

一些工廠還實施模具輪換策略,在模具完全磨損之前進行更換,以便對其進行翻新並重新投入生產線,進一步延長其總生命週期。

5. 典型使用壽命範圍

以下是基於材料和工藝品質的修剪模具壽命的粗略基準:

緊固件材料模具材料預期模具壽命(衝程)
低碳鋼SKD1110萬 – 30萬
合金鋼DC538萬 – 25萬
不銹鋼ASP235萬 – 15萬
大批量生產粉末冶金鋼30萬 – 50萬以上

注意:這些值假設模具設計、組裝和潤滑正確。

結論

冷鍛中切邊模具的壽命並非固定不變,而是一個受模具材料、零件複雜程度、鍛造負荷和車間操作規範影響的可變指標。透過材料選擇、熱處理、精密加工和預防性維護的正確組合,切邊模具可以實現高生產率和長使用壽命,使其成為緊固件生產行業中決定成本和品質的關鍵因素。