冷墩硬质合金模具的中日对比及差距

螺纹紧固件生产中采用的硬质合金模具与碳素工具钢、高碳高合金钢模具比较，其使用寿命提高几倍至十几倍。因此在小规格 MS 以下螺钉等冷墩生产中，获得日益广泛的应用。但与国外硬质合金模具相比，国产模具存在明显差距。例如：半圆头螺钉或沉头十字槽螺钉用硬质合金模具，日本模具的寿命可达 700 到 900 万件，国产模具的寿命为 200 到 300 万件，且质量不够稳定。

检测对比，发现有诸多差异，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面，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，挤伤模套内孔表面，甚至模芯会产生微裂纹，崩裂，使压镶质量难以稳定。日本厂家的模套内孔与模芯的接触部位，采用双锥度和双凸面的配合结构，形状复杂，加工有难度。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面中心接触部位，采用双凸面结构，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。

在模具硬度方面，国内厂家选用YG20C、Cr12MoV，Cr12，日本厂家选用YG15、前者强度略高，DC53，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而模因。对高碳合金钢硬度则在60~62HRC，套硬度相近，均未超过42HRC。对盈量冷镦模具在其它条件相同的条件下，过盈系数小(大) 的预紧力小(大) 些。国内厂家生产的模具会出现模芯脱出模套的失效现象，可能与过盈系数较小或加工尺寸未保证有关。日本厂家采用圆锥面冷压配合，过盈系数取0.85%，与俄罗斯采用的1.3%~1.5%相比较，日本厂家所用数据是偏低的。表面加工质量国内厂家模具的模芯外表面磨抛加工质量较差，日本厂家模具的模芯表面磨抛质量较好，整个表面粗糙度在Ra0.32~Ra0.16um，甚至Ra0.08um。模芯外表面粗糙度对模具使用寿命有影响，表面粗糙度差，特别是表面有凹陷、孔洞或裂纹存在，将是压力集中和产生断裂的起源点，会导致模芯过早开裂而失效。模芯内孔工作表面的粗糙度对寿命影响更大。

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