模具對鍛件經(jīng)濟(jì)性的影響

  模具直接或間接地影響鍛件成本、質(zhì)量和交貨周期，即影響鍛造企業(yè)的市場競爭力。為提高鍛造企業(yè)的市場競爭力，需要有針對性地研究模具材料、制造技術(shù)和技術(shù)管理對鍛件生產(chǎn)成本、質(zhì)量和交貨周期的影響以提高模具對鍛件生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性的作用，或稱之為模具的經(jīng)濟(jì)性。

談到模具的經(jīng)濟(jì)性，自然與模具壽命密切相關(guān)，但必須指出，模具壽命并不完全等同于模具的經(jīng)濟(jì)性，其原因?yàn)椋?/span>

提高模具壽命的方法很多，首先就是模鍛工藝及模具的設(shè)計(jì)。關(guān)于模具設(shè)計(jì)問題，將在本叢書的其他分冊中討論，本分冊是在鍛件及其模具設(shè)計(jì)已經(jīng)確定的情況下,探討通過選用優(yōu)質(zhì) 模具材料、先迸制造工藝、提高模具制造質(zhì)量(如模膛表面粗糙度和完整性及表面硬度）、加強(qiáng)潤滑以及精心維護(hù)和修理等技術(shù)來提卨模具壽命。如果這些延長模具壽命的方法所花費(fèi)的費(fèi)用超過模具延壽帶來的經(jīng)濟(jì)效益時(shí)，則延長模具壽命奄無價(jià)值。

對于批量較小的航空、航天模鍛件，總需求童可能小于或遠(yuǎn)小于模具的壽命。在這種情況下，盲目追求模具質(zhì)量、延長其壽命，不但奄無意義，而且浪費(fèi)資源，還不如選用廉價(jià)的、壽命較 短的模具材料和制造工藝生產(chǎn)普通模具的經(jīng)濟(jì)性更好。

基于這一思路，所謂“延長模具壽命”不一定在任何情況下都能降低鍛件及零件制造成本，有 時(shí)會(huì)適得其反，甚至影響鍛件質(zhì)量，因此，本書提出了模具的經(jīng)濟(jì)性(或經(jīng)濟(jì)模具)的概念。

必須指出，在多數(shù)情況下，特別是在大批量生產(chǎn)情況下，“提高模具壽命”仍然是降低鍛件成本的重要手段。因此，在研究模具的經(jīng)濟(jì)性時(shí)，還是要從探討模具壽命入手。

影響模具壽命和經(jīng)濟(jì)性的因素繁多、多變且互相交叉，其分析難度很大。鑒于熱鍛模具的壽命主要取決于模膛的壽命,而影響模膛壽命的主要因素除模鍛工藝及模具的設(shè)計(jì)不在本書討論外，其主要影響因素還有鍛模的材料、制造工藝、使用和維護(hù)以及管理。本書從這些主要影響因素入手，研究鍛模的壽命和經(jīng)濟(jì)性，為模具選材、制造和使用提供參考意見。

模具材料對鍛件經(jīng)濟(jì)性的影響

模具材料(模塊毛坯)對模具壽命及其經(jīng)濟(jì)性有重要影響，其影響因素主要有模具材料等級(成分）及其冶金質(zhì)量(冶金工藝、鑄造和鍛壓工藝等）。

1.材料對祺具壽命及鍛件經(jīng)濟(jì)性的影響

根據(jù)模具鋼合金化程度的高低，我國常用的常規(guī)熱作模具鋼有5CrNiMo、5CrMnMo等普通 級別的模具鋼和4Cr5W2VSi、4Cr5MoVlSi, 4Cr5MoVSi, 3Cr2W8V以及我國自行研制的3Cr3Mo3VNb, 3Cr2MoVNi (B2 )、3Cr2MoWVN ( B3 )、35Cr3Mo3W2V ( HM1)、25Cr3Mo3VNb (HM3)、4Cr3Mo3W4VTiNb (GRK 5Cr4W5Mo2V (RM2)、50Cr4Mo3SiMnVAl (012A1)、 6Cr4Mo3Si2WV(CG20)、SRM- 1等合金化程度較高的模具鋼；常用的常規(guī)冷作模具鋼有CrWMnXrl2Xrl2MoV 等和我國自行研制的 7CrSiMnMoV(CH)、65Cr4W3Mo2VNb(65Nb), SLM- ll、6W8Cr4VTi(LMl)以及硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金。前者價(jià)格便宜,但綜合使用性能較差、壽命較短；而后者性能較好、壽命較長，但價(jià)格也較貴。其壽命和經(jīng)濟(jì)性要根據(jù)具體鍛件、 模鍛工藝和所使用的鍛造設(shè)備條件具體分析,一般來講,選用價(jià)格稍高但性價(jià)比高的先進(jìn)模具材料更經(jīng)濟(jì)。

2.材料質(zhì)量對模具壽命及鍛件經(jīng)濟(jì)性的影響

材料成分確定之后，模塊毛坯的質(zhì)量取決于模具鋼的冶金工藝、鑄造和鍛壓工藝等。

普通模具鋼一般采用電弧爐熔煉，為提高模具鋼的純潔度、減少偏析，質(zhì)量要求較髙的模具 鋼通常采用電渣重熔或真空除氣處理;為減少偏析，也可以選擇較小的錠型澆鑄。

由于模具鋼合金化程度的提高和含有較多的高熔點(diǎn)和高密度的W、Mo等元素，即使在熔鑄工藝上采取電渣重熔、真空除氣處理和小錠型澆鑄等措施，也只能減小偏析的嚴(yán)重程度,仍然達(dá)不到鍛模對宏觀組織均勻性的要求。選擇合理的鍛造工藝方法和鍛造比是提髙模塊質(zhì)量的另一有效方法。通常鍛模模塊的鍛造比要≥6，這樣才能把鋼錠的樹枝狀偏析拉長達(dá)到模塊的要求；對于不希望具有方向性的模具，還要對被拔長的鍛坯進(jìn)行90°輪換的反復(fù)鐓粗一拔長，才能獲得所需要的均勻組織。

但是，對模塊進(jìn)行反復(fù)鐓粗一拔長，并不是所有的模具鋼生產(chǎn)企業(yè)都能理解和做到的。為達(dá)到此目的，建議對模塊進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化及其定點(diǎn)生產(chǎn)供應(yīng)。