金属镦锻成型的工模具

    金属镦锻成型是紧固件生产的主导工艺，它的成功取决于诸如原材料、工模具、专用设备等很多因素。这些因素不是杂乱无章，不分主次的。它们有主次之分；直接与间接之分。为了能够一目了然的看清这些因素之间的关系，笔者借用等边三角形结构形式，参考了国外资料，设计了有内、中、外的三个等角三角形，用来说明成型与三者之间的关系，它的影响因素即影响力是由外向内作用的。内三角形代表镦锻成型，它的成功与否由中间三角形代表的项目决定；中间三角形又分别受外三角形项目影响。

冷成型工模具的一般情况
    1、工模具的标准规范
随着紧固件工业的高速发展，冷成型工模具也得到迅速提高，在上世纪80年代制定了部颁标准的基础上，于1996年进行了修订，代号为JB/T4208.1-96至JB/T4212-96。计有通用件模具18种；冷镦六角螺栓模具13种；冷镦螺母模具25种；冷镦螺钉模具12种；冷镦内六角螺钉模具12种。

    在标准中还有
    附录A：“常用冷镦模具钢的工作硬度”；、
    附录B：“常用冷镦模具钢使用性能和加工性能”；
    附录C：“冷镦成型模具钢基本参数”。

    这些标准和附录，对我们中小企业制造或外购工模具提供了重要依据。由于篇幅有限，这里不一一介绍了，需要时可到标准部门查找。

    2、工模具的性能要求
    由于冷成型模具是在高速、高冲击条件下工作，因此它应具有特殊性能要求。
    ①模具要具有高强度和高韧性，以及耐冲击性。
    ②模具要具有较好的耐磨损性和耐热性。
    ③模具的形腔能镦出合格的产品形状和尺寸精度。
    ④合乎标准的尺寸精度和表面光洁度。

    3、工模具材料
    根据模具的使用条件应具备的性能，如何选择模具材料是首要问题。本篇只介绍几个新钢种（常规的合金钢，可参照部颁标准选用）。
    ①基体钢
    前些年，我国从国外引进了新模具材料---基体钢，这是根据冷成型工模具的使用特点专门研制的钢种，有65Nb、LD、012A1、LM2等等。北京、上海有关单位和哈工大等曾对它的应用和推广作出了贡献，并取得了可喜的成果。使用寿命提高了几十倍。

    这些基体钢品种也纳入了机械部标准中，代号为JB/T7715-95，附录A“常用冷镦模具及工作硬度”A、B、C表中。

    ②钢结硬质合金（DT合金）
    这是一种以碳化钛（TiC）碳化钨（WC）作硬质相，以钢作粘结相，介于硬质合金和工具钢之间的钢种，它各取两钢的优点。它具有合金钢的机械加工性能，又具有硬质合金的高硬度、高耐磨性和抗氧化、耐腐蚀等优点。

    ③硬质合金
    适合制作冷镦工模具的硬质合金主要是指YG类。该类合金已于2001年纳入国家标准，代号为GB/T18376.1---2001。该类合金硬度高（HRC90），高抗压强度（5883N/mm2）和足够的抗变形强度 (2451N/mm2) 。许多企业都用它制作模芯。

    在硬质合金家族中，还有其他多种经过改进的硬质合金：如陶瓷硬质合金；粗颗粒硬质合金；细颗粒硬质合金；超细颗粒硬质合金等，都可根据运用特点选作模具材料。

    4、工模具的表面处理
    对工模具的表面处理，主要指对合金钢表面处理，主要有以下几种：
    ①氮碳共渗处理，该处理有两种：一种是气体处理，一种是液体处理。气体共渗是：连续式作业炉的渗剂为吸热式气氛和氨气的混合气；周期式炉采用的是尿素、甲酰胺、三乙醇胺、醇类加氨气等。液体共渗：熔盐氮碳共渗盐浴的主要成分是：尿素与碳酸盐，其反应物是氰酸，处理后的寿命由2~4万件，提高到10~18万件。

    ②三无共渗
    主要是经碳、氮、硼处理，采用45#钢制凹模，温度840~850℃，时间6h，低温回火温度160~170℃，渗层厚1μm，硬度HRC62，寿命提高3~6倍。

    ③增碳处理：经该工艺处理后的模具可提高3~5倍。

    ④物理气相沉积TiN工艺：经此工艺处理的模具寿命由8~10万次提高到37.6万次。