螺紋緊固件生產中采用的硬質合金模具與碳素工具鋼、高碳高合金鋼模具比較,其使用壽命提高幾倍至十幾倍。因此在小規格M5以下螺釘等冷鐓生產中,獲得日益廣泛的應用。但與國外硬質合金模具相比,國產模具存在明顯差距。例如:半圓頭螺釘或沉頭十字槽螺釘用硬質合金模具,日本模具的壽命可達700到900萬件,國產模具的壽命為200到300萬件,且質量不夠穩定。檢測對比,發現有諸多差異性。
結構形狀與尺寸,國產模具使用壽命低的主要原因并非尺寸比例問題,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。當采用冷鑲時,由于無導向角度,易壓歪,擠傷模套內孔表面,甚至模芯會產生微裂紋,崩裂,使壓鑲質量難以穩定。
日本廠家的模套內孔與模芯的接觸部位,采用雙錐度和雙凸面的配合結構,形狀復雜,加工有難度。然而有導向角度,則有利于保證壓鑲質量。日本模具的模芯底部與模套內孔底面中心接觸部位,采用雙凸面結構,有利于受力*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余金屬。
模具硬度,國內廠家選用YG20C、Cr12MoV,Cr12,日本廠家選用YG15、DC53,前者強度略高,硬度略低,而后者則相反,由于硬度高,耐磨性能較好,這是日本模具壽命高的另一個原因。對高碳合金鋼硬度則在60~62HRC,而模套硬度相近,均未超過42HRC。
對盈量,冷鐓模具在其它條件相同的條件下,過盈系數小(大)的預緊力小(大)些。國內廠家生產的模具會出現模芯脫出模套的失效現象,可能與過盈系數較小或加工尺寸未保證有關。日本廠家采用圓錐面冷壓配合,過盈系數取0.85%,與俄羅斯采用的1.3%~1.5%相比較,日本廠家所用數據是偏低的。
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