冷墩螺钉用硬质合金模具的解剖分析

标准件生产中采用的硬质合金模具与T10钢模具比较，其使用寿命提高十几倍至几十倍。因此在小规格螺钉等冷墩中获得日益广泛的应用，但与国外硬质合金模具相比，国产小规格硬质合金模具存在明显差距。例如冷墩半圆头一字槽螺钉或沉头十字螺钉用硬质合金模具，日本模具的寿命可达900~1 000万次，国产模具的寿命为200~400万次，且质量不够稳定等问题。对此我们进行了深入分析和研究。

1.模具结构形状与尺寸
国产模具使用寿命低的主要原因并非尺寸比例问题，国内厂家设计的模套内孔和模芯外圆均是圆柱形，模芯底部与模套内孔底部均是平而，此结构简单，加工容易。当采用冷镶时，由于无导向角度，易压歪、铲伤模套内孔表而，甚至模芯会产生微裂纹、崩裂，使压镶质量难于稳定。日本厂家的模套内孔与模芯的接触部位采用双锥度和双凸而的配合结构，形状复杂，加工困难。然而有导向角度，则有利于保证压镶质量。日本模具的模芯底部与模套内孔底而中心接触部位采用双凸而结构，有利于受力最大的中心部位紧密压靠，四周留下的空隙又可供过盈配合时，储藏从孔壁挤出的多余金属。此即日本模具寿命长，质量稳定的原因。

2.模具的硬度、密度
国内厂家选用YG20C;日本厂家选用YG15 前者强度略高，硬度略低，而后者则相反。由于硬度高，耐磨性能较好。这是日本模具寿命高的另一个原因。国内外厂家的模套硬度相近，都未超过HRC40。

3.模芯外表而加工质量
国内厂家模具的模芯外表而磨抛加工质量较差，日本厂家模具的模芯表而磨抛质量较好，整个表而粗糙度在0. 32~0. 25 um范围。模芯外表而粗糙度对模具使用寿命有影响，表而粗糙度差，特别是表而有凹陷、孔洞或裂纹存在，将是应力集中和产生断裂的源点，会导致模芯过早开裂而失效。模芯内孔工作表而的粗糙度对寿命影响更大。

4.镶套方式和镶套后的状况
国内外厂家的模具均采用冷镶工艺。模具镶套质量对使用寿命有影响，模具镶套后，模套内孔壁都呈现金属塑性流动和模套内孔壁表而受损的现象，国内厂家模具受损较严重，表明其镶套质量较差。模芯和模套之间都未完全压合，模芯中间受力较大的部位处于悬空状态，当模具工作时，此部位不是受压应力而受弯曲应力或剪切应力，因此，在工作过程中模芯较易产生裂纹，造成早期失效。

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