兩種冷鐓螺釘用硬質合金模具使用壽命與結構分析

目前，我國標準件生產中採用的硬質合金模具與T10鋼模具比較，其使用壽命提高十幾倍乃至幾十倍，小規格螺釘等冷鐓軋製中獲得日益廣泛的應用，但與國外硬質合金模具相比，國產小規格硬質合金模具存在明顯差距，主要是使用壽命短，合金模具磨損嚴重。例如，冷墩半圓頭一字槽螺釘或沉頭十字螺釘用硬質合金模具，發達國家(德國，荷蘭)模具的壽命可達900-1 000萬次，國產模具的壽命僅為200-400萬次，並且存在品質不夠穩定等問題。對此，我們對國內兩個廠家生產的冷鐓螺釘用硬質合金模具和德國某廠家生產的同種模具的使用壽命和結構進行分析。

1.模具使用壽命與失效形式分析
檢測儀器包括:遊標卡尺及千分卡，HD-150A型洛氏硬度計，分析天平，N-5400能譜儀，放大鏡與掃描電鏡。本文分析的模具用作冷墩電子儀器、儀錶設備用的鋼、銅和鋁小規格(M3以下)螺釘。在相同工作條件下，德國硬質合金模具比國產模具的壽命高2. 5-4倍，德國模具的失效形式是因疲勞斷裂、磨損超差與其他早期失效形式而導致使用壽命波動較大。

2.模具的結構分析
用遊標卡尺和千分尺檢測模具用的模芯和模套的基本尺寸，分析認為產品的設計選擇是安全的。國內模具使用壽命低的主要原因並非尺寸比例問題，國內廠家設計的模套內孔和模芯外圓均是圓柱形，模芯底部與模套內孔底部均是平面，此結構簡單，加工容易。當採用冷鑲時，由於無導向角度，易壓歪、劃傷模套內孔表面，甚至模芯會產生微裂紋、崩裂，使壓鑲品質難於穩定。德國模具的模套內孔與模芯的接觸部位採用雙錐度和雙凸面的配合結構，形狀複雜，加工困難。然而有導向角度，則有利於保證壓鑲品質。德國模具的模芯底部與模套內孔底面中心接觸部位採用雙凸面結構，有利於受力最大的中心部位緊密壓靠，四周留下的空隙又可供過盈配合時，儲藏從孔壁擠出的多餘金屬。此即德國模具壽命長，品質穩定的原因。

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