Melhorar a qualidade da matriz requer uma seleção razoável de materiais, a adoção de processos de tratamento térmico apropriados e técnicas de processamento otimizadas para diferentes materiais, o que pode melhorar a precisão de fabricação e a vida útil da matriz e evitar falhas prematuras.
Com base nisso, este artigo analisa principalmente os fatores que afetam a vida útil das matrizes de estampagem a frio e as medidas para melhorar sua vida útil.
I. Análise dos fatores que afetam a vida útil das matrizes de estampagem a frio
Hoje, com o rápido desenvolvimento da economia, as matrizes de estampagem a frio são amplamente utilizadas na produção em massa de peças mecânicas pelas empresas.
Ao mesmo tempo, para obter o máximo de benefícios, as empresas geralmente prestam mais atenção à vida útil das matrizes de estampagem a frio.
1. Processo de produção de estampagem e design de matriz
Na produção real, os fatores que afetam o funcionamento da matriz incluem principalmente a má qualidade da superfície do material de estampagem, grandes tolerâncias, propriedades instáveis do material e impurezas na superfície, os quais irão acelerar o desgaste da matriz.
No caso de matrizes de trefilação, os fatores mais importantes que afetam a carga de estampagem da matriz e o grau de adesão são a capacidade de conformação, a espessura e a qualidade da superfície do material trefilado.
Na produção de matrizes, devido à existência de ângulos côncavos e convexos nas matrizes integrais, pode ocorrer concentração de tensões e causar a explosão da matriz.
Além disso, a forma e o raio das matrizes côncavas e convexas têm grande influência no desgaste da matriz.
Por exemplo, em uma matriz de trefilação, um raio de curvatura menor pode aumentar a resistência ao fluxo da peça bruta, aumentar continuamente a força de atrito e, assim, causar desgaste na matriz ou fratura da estampagem.
2. Materiais de matriz:
(1) A influência dos materiais da matriz na vida útil da matriz
O material da matriz tem o maior impacto na vida útil da matriz. As propriedades do material da matriz afetam muito a vida útil da matriz.
Por exemplo, na produção de matrizes de trefilação, se for usado aço Cr12MoV, é fácil produzir pêlos cortantes e trefilados, mas se for usado aço do tipo GT35 com uma estrutura de liga dura, a tendência para morder pode ser bastante reduzida e o serviço a vida da matriz pode ser melhorada.
(2) A dureza do trabalho da matriz afeta a vida útil da matriz
A melhoria da dureza da matriz refere-se principalmente à resistência à compressão, resistência ao desgaste e capacidade anti-mordida do aço da matriz, mas também reduzirá a tenacidade, a resistência à fadiga a frio e a quente e a usinabilidade da matriz.
Na produção e na vida diária, a forma comum de falha é a alta dureza, levando à fratura da matriz, com deformação e desgaste ocorrendo apenas em muito poucos casos.
(3) A qualidade metalúrgica dos materiais da matriz afeta a vida útil da matriz
A qualidade metalúrgica dos materiais da matriz afeta principalmente matrizes seccionais de grande e médio porte e aços para matrizes com alto teor de carbono e elementos de liga.
As manifestações do mundo real incluem assimilação de não metais, segregação de carbonetos e frouxidão intermediária. Para aços com alto teor de carbono e alta liga, isso leva facilmente a trincas por têmpera e danos iniciais à matriz.
3. Processo de tratamento térmico da matriz
Tratamento de pré-aquecimento, recozimento com alívio de tensão após usinagem de desbaste, têmpera e revenido, recozimento com alívio de tensão após retificação ou processamento elétrico, etc. são todos métodos de tratamento térmico para a matriz.
A qualidade do tratamento térmico da matriz também tem um grande impacto no desempenho e na vida útil da matriz.
Um grande número de fatos provou que o mau tratamento térmico da matriz pode levar diretamente à deformação por têmpera e rachaduras nas peças da matriz, bem como à falha precoce durante o uso.
4. Tecnologia de processamento de matrizes
Corte, retificação e usinagem por descarga elétrica (EDM) são processos de usinagem necessários para a fabricação de matrizes. Na produção, esses processos afetam a resistência ao desgaste, a resistência à fratura e a resistência da matriz.
Se os métodos de processamento forem inadequados, é provável que ocorram problemas com a qualidade do processamento.
(1) O impacto da moagem
A retificação inadequada pode reduzir a resistência à fadiga e a resistência à fratura da matriz, como resultado de queimaduras e rachaduras na retificação.
(2) O impacto da EDM
A EDM inadequada pode reduzir a tenacidade e a resistência à fratura da matriz. A principal razão para esse fenômeno é que a EDM pode produzir camadas queimadas por EDM, que apresentam grande tensão de tração. Quando a espessura for grande, aparecerão microfissuras.
II. Medidas para melhorar a vida útil das matrizes de estampagem a frio
Através da análise dos fatores que afetam a vida útil das matrizes de estampagem a frio, pode-se observar que os fatores que afetam a vida útil da matriz são multifacetados, e esses fatores devem ser considerados de forma abrangente ao projetar a matriz, de modo a projetar uma matriz mais matriz econômica e eficiente.
Para matrizes de estampagem a frio com fins especiais, matrizes econômicas e aplicáveis devem ser projetadas com base em seus próprios requisitos.
1. Selecione corretamente os materiais da matriz
As condições de trabalho da matriz convexa são piores do que as da matriz côncava, portanto o material da matriz convexa deve ser de melhor qualidade do que o da matriz côncava.
Ao estampar em grandes quantidades, deve-se prestar atenção à seleção de materiais de matriz com alta resistência, boa resistência ao desgaste e tenacidade.
2. Estrutura de design razoável de matrizes de estampagem a frio, que é um pré-requisito necessário para garantir a vida útil das matrizes
A vida útil das matrizes de estampagem a frio está intimamente relacionada ao projeto estrutural razoável.
No início do projeto, outros requisitos de projeto das matrizes de estampagem a frio devem ser garantidos.
É necessário garantir a tenacidade, rigidez e resistência da matriz para garantir que as matrizes convexas e côncavas e outros componentes estruturais da matriz não sejam deformados, danificados ou aumentados no grau de desgaste devido ao impacto da força de estampagem durante o processo de estampagem.
O projeto da matriz deve adotar, tanto quanto possível, um projeto com elementos de orientação, e a folga do projeto também deve ser considerada. Se a folga do projeto for muito pequena ou muito grande, também aumentará o grau de desgaste das matrizes convexas e côncavas, causando danos à matriz e redução da vida útil.
3. Uso racional e manutenção da matriz
Durante o processo de estampagem, o tarugo trefilado a frio deve ser fosforizado ou revestido de cobre para reduzir a resistência ao atrito durante o trabalho e evitar a adesão e mordida da matriz.
Portanto, a placa de metal antes da trefilação a frio deve ser pré-aquecida para melhorar o desempenho do processamento do material, reduzir a possibilidade de rachaduras e prolongar a vida útil da matriz.
A lubrificação durante a trefilação a frio também é um bom método. Uma boa lubrificação pode obviamente aumentar a suavidade da superfície da placa de metal, reduzir a resistência ao atrito, reduzir o desgaste e prolongar a vida útil da matriz.
A lubrificação é ainda mais importante para peças de formato complexo durante a trefilação a frio.
Ao armazenar a matriz, deve-se manter um certo espaço entre as matrizes superior e inferior para proteger a aresta de corte contra danos.
Durante a estampagem, a profundidade de entrada do molde convexo no molde côncavo deve ser bem controlada para evitar que o desgaste se torne mais severo.
Na prática de estampagem, após um período de puncionamento e estampagem, marcas de desgaste e ranhuras aparecerão na aresta de corte da matriz.
Neste momento, reparar a matriz pode não apenas reduzir o atrito e a resistência e evitar rachaduras causadas por desgaste e marcas de ranhura, mas também evitar momentos de flexão adicionais causados pela folga irregular entre a aresta de corte da matriz côncava e a matriz convexa após o desgaste , e prolongar a vida útil da matriz.
Depois que a aresta de corte das matrizes côncavas e convexas é retificada novamente, a folga da aresta de corte torna-se mais irregular.
Neste momento, a aresta de corte deve ser cuidadosamente lixada e polida com uma pedra de óleo fina para remover rebarbas de esmerilhamento.
Geralmente, o valor da rugosidade da superfície deve atingir Ra ≤ 0,10μm ou inferior, a fim de eliminar em tempo hábil os perigos ocultos de desgaste da aresta de corte dos moldes côncavos e convexos.
4. Boas condições de lubrificação
Uma boa lubrificação pode fornecer à matriz uma função de prevenção de ferrugem, reduzir o calor de fricção, a fricção e a força de estampagem e reduzir o desgaste da matriz, prolongando assim a vida útil da matriz.
Por exemplo, ao puncionar chapas de aço silício em um transformador, se a lubrificação for boa, a vida útil da matriz é cerca de 15 vezes maior que a da matriz com lubrificação deficiente. Além disso, o uso adequado de lubrificantes também pode prolongar a vida útil da matriz.
5. Qualidade de processamento e montagem de matrizes de estampagem a frio
A vida útil das matrizes de estampagem a frio é proporcional à precisão e qualidade do processamento, e quanto maior a precisão e qualidade, maior será a vida útil.
Durante a instalação da matriz, precisamos controlar rigorosamente a folga entre os moldes convexos e côncavos para reduzir o desgaste.
6. Uso e manutenção de matrizes de estampagem a frio
A seleção correta de equipamentos de estampagem adequados e de alta precisão e a pressão apropriada podem efetivamente prolongar a vida útil da matriz.
Ao mesmo tempo, para reduzir o desgaste, lubrificantes apropriados devem ser aplicados nas chapas metálicas estampadas, e a matriz deve ser vedada e armazenada adequadamente quando não estiver em uso.
Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia industrial moderna, a estrutura e o desempenho dos produtos industriais estão se tornando cada vez mais complexos, e a demanda por materiais de alto desempenho em ambientes de trabalho de alta temperatura, alta velocidade, alto atrito e corrosivos também é aumentando.
As matrizes de estampagem a frio têm vantagens únicas em alta eficiência de produção e são amplamente preferidas pelas empresas.
No entanto, o ambiente de trabalho das matrizes de estampagem a frio é muito severo, portanto, o desempenho de trabalho das matrizes de estampagem a frio tem requisitos muito rigorosos, e a matriz deve ter alta vida útil, alta precisão e alto desempenho no processo de produção.
O custo econômico e a eficiência do processamento estão intimamente relacionados à vida útil das matrizes de estampagem. A vida útil das matrizes de estampagem é um indicador importante para avaliar o nível de fabricação de matrizes de um país.
