熱鍛模具的養(yǎng)護(hù)及修復(fù)

文/郭方恒·北京首鐵科技工程公司保定工務(wù)器材廠

熱鍛模具的養(yǎng)護(hù)及修復(fù)

文/郭方恒·北京首鐵科技工程公司保定工務(wù)器材廠

北京首鐵科技工程公司保定工務(wù)器材廠于2009年初上了一臺(tái)30MN油壓機(jī)，其主要用途是生產(chǎn)鐵路鋼軌跟端產(chǎn)品。生產(chǎn)該產(chǎn)品需要60AT軌、50AT軌和異形軌模具7套共27件。模具使用初期，由于工人操作不熟練，工藝不成熟，使用不當(dāng)?shù)仍颍＞叩某尚兔娈a(chǎn)生了深淺不一的熱疲勞龜裂紋、壓潰、凸起、拉傷等缺陷。模具表面出現(xiàn)的缺陷，加劇了模具的疲勞斷裂，減少了模具的使用壽命，也降低了產(chǎn)品的合格率。

模具使用及養(yǎng)護(hù)

大噸位鍛壓機(jī)對(duì)鐵路鋼軌跟端產(chǎn)品熱鍛成形時(shí)，若出現(xiàn)鍛壓前對(duì)模具預(yù)熱溫度低，或壓制時(shí)落在模具上的產(chǎn)品氧化皮清除不到位，或?qū)徨懏a(chǎn)品進(jìn)行低溫壓制等情況，則可導(dǎo)致模具出現(xiàn)龜裂紋、拉傷或疲勞斷裂，如圖1、2所示。

生產(chǎn)實(shí)踐過程中，針對(duì)模具容易出現(xiàn)的缺陷，通過圖3所示的誘因分析，總結(jié)出以下需要注意的3點(diǎn)：

⑴工人欠缺熱模鍛壓技術(shù)方面的經(jīng)驗(yàn)，在壓制前未對(duì)模具進(jìn)行烤模，或烤模工藝執(zhí)行不到位，未達(dá)到烤模工藝要求的溫度。而是采用冷模鍛壓，使模具在機(jī)械性能狀態(tài)較低的情況下驟然受熱、受力，加劇了模具的疲勞磨損。

⑵壓制過程中未采取有效的潤滑材料或涂刷潤滑劑不到位，導(dǎo)致油壓機(jī)上缸側(cè)鑲板和模具磨損、拉傷嚴(yán)重；同時(shí)影響了產(chǎn)品外觀和尺寸，不利于脫模。

⑶在壓制后期，由于長時(shí)間進(jìn)行熱模鍛壓，導(dǎo)致模具熱容量增大，溫度過高，模具機(jī)械性能質(zhì)變，個(gè)別部位出現(xiàn)了壓潰或凸起。

為了解決實(shí)際生產(chǎn)中熱鍛模具出現(xiàn)的各種問題，生產(chǎn)工人不斷摸索模具的使用養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)，得出了以下幾點(diǎn)生產(chǎn)過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)。

圖1 模具表面龜裂紋

圖2 模具表面拉傷

圖3 模具疲勞磨損因果圖

圖4 可修復(fù)模具

⑴班組每天生產(chǎn)加工前應(yīng)對(duì)模具進(jìn)行檢查和尺寸校核，對(duì)輕微缺陷部位及時(shí)進(jìn)行打磨。

⑵每次更換模具后要調(diào)整油壓機(jī)上模座和模具的相對(duì)位置，保證兩者接觸面吻合良好，無異常卡滯。

⑶生產(chǎn)使用中應(yīng)對(duì)熱鍛模具和油壓機(jī)的接觸面刷涂潤滑劑（石墨乳和機(jī)油的混合物，比例為1∶1），以降低摩擦系數(shù)，并且有利于鍛件脫模和金屬成形。

⑷模具使用完畢更換后，應(yīng)把更換下來的模具整齊碼放在規(guī)定區(qū)域，清理干凈模具上殘留的潤滑劑，進(jìn)行整體檢查并標(biāo)識(shí)。

⑸對(duì)磨損嚴(yán)重或疲勞裂紋較深的模具放入模具修理區(qū)，待修復(fù)后方可投入使用。

模具焊補(bǔ)修復(fù)工藝

由于模具存在未完全釋放的內(nèi)應(yīng)力，以及使用過程中產(chǎn)生的熱疲勞磨損等，容易導(dǎo)致模具出現(xiàn)縱向或橫向裂紋，若疲勞裂紋較深而且不容易進(jìn)行修復(fù)處理，則會(huì)導(dǎo)致模具磨損程度加劇甚至?xí)?dǎo)致模具斷裂。為此，經(jīng)過工人反復(fù)焊接修補(bǔ)試驗(yàn)，確定了熱模鋼模具焊接修復(fù)工藝的基本步驟及參數(shù)，具體過程有以下7點(diǎn)：

⑴對(duì)更換下的模具進(jìn)行清理、擦拭。

⑵對(duì)模具疲勞裂紋進(jìn)行觀測、打磨，若裂紋深度大于1mm，如圖4所示，則需把模具吊入模具修理區(qū)進(jìn)行修復(fù)處理。

⑶將待修復(fù)的模具按其裂紋走向開坡口，打磨坡口，注意不能在熱狀態(tài)下打磨坡口。

⑷將已開坡口的模具吊裝到加熱箱中進(jìn)行加熱，模具加熱溫度在350～450℃之間，使用紅外測溫儀選取模具的兩側(cè)端面、工作面等幾點(diǎn)測量，溫度均在350～450℃之間時(shí)方可開箱焊補(bǔ)。

⑸電焊機(jī)采用直流焊機(jī)，直流電流在150A左右。焊條采用牌號(hào)為JH397的堆焊焊條，直徑φ4.0mm或φ3.2mm。焊接前需將焊條放在加熱箱中烘焙干燥。焊接時(shí)要保證模具表面溫度保持在300℃以上，當(dāng)?shù)陀?00℃時(shí)應(yīng)合箱繼續(xù)對(duì)其加熱。

⑹模具焊補(bǔ)修復(fù)完畢后，在加熱箱中加熱到350～450℃之間，然后吊裝到白石灰桶中，用白石灰掩埋模具進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間不低于4h。

⑺模具完全冷卻后，吊裝到打磨平臺(tái)上，采用角磨砂輪、拋光砂輪、電磨等工具對(duì)焊補(bǔ)位置進(jìn)行打磨處理。打磨同時(shí)使用1m平尺、塞尺、模具斷面檢測樣板等量具進(jìn)行檢測，直到符合尺寸要求。

結(jié)束語

對(duì)于熱鍛模具裂紋的焊接，采用文中提到的焊接工藝焊接后，模具壓制300根AT鋼軌跟端產(chǎn)品后狀態(tài)良好。此種工藝適用于我們使用的3Cr2WMoVN材質(zhì)的熱鍛模具，可以延長模具使用壽命，降低采購成本。其他材質(zhì)的模具使用養(yǎng)護(hù)與修復(fù)工藝，還需進(jìn)一步試驗(yàn)、探索。

郭方恒，數(shù)控車間副主任、工程師。