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王工给大家普及‘冲模的分类和组成、模具的零件’相关知识

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一、冲模的分类
分离或成形板料而得到制仵的压力加工用工艺装备，称为冲模。按不同性质冲模有各种 不同的分类方法。A-A
根据工序的复合性质分类：
单工序C简单）模一般只葙一对凸凹模，在压力机的一次行程中只完成一道冲压工序 的冲模。
复合摸只有一个工位，并在压力机的一次行程中同时完成两道或两道以上工序的冲 模。
级进模在毛坯的进给方向上，具有两个以上的工位，并在压力机的一次行程中，在不 同的工位上完成两道或两道以上冲压工序的冲模（如先冲孔后落料的冲孔落料级进模，需要 经过冲孔、落料两个工位的冲压工序才能完成冲压工作）。B-B
根据冲模完成的工作性质分类：
冲裁模为了得到所需形状和尺寸的毛坯或制件，使材料分离的冲模。如落料模、冲孔 模、切边模、切断模、剖切模、切口模、整修模、精冲模等。

弯曲模使板料或条料沿着一直线轴产生变形，形成一定形状的冲模，如用各种材 料进行压弯的弯曲模、卷边模、扭曲模、拉弯模等。C-C
拉伸模把毛坯（平板、薄板或其冲裁件）拉压成空心体，或者把空心体拉压成外形更 小而板厚没有明显变化的空心体的冲模，如各种圆或方空心体的拉伸模、反拉伸模以及变薄 拉伸模。

成形模能使冲压板料按凸模与凹模的形状直接成形，而材料本身不产生塑性流动 或极少流动的冲模，如胀形模、整形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、翻孔模等。D-D

冷挤压模在室温条件下， 使固态金属在相当大的压力和一定的速度下通过模腔产生塑 性变形而挤压成形的冲模。根据被挤压的金属流动方向与凸模的运动方向相同、相反或同反 并存，以及与凸模方向相垂直，又可分为正挤压模、反挤压模、复合挤压模和径向挤压模。A-A

根据有无导向装置分类：
无导向模上、下模之间没有导向装置的冲模叫无导向模，也叫敞开式冲模。这种模具简 单，制造方便，精度差，适用于小批量生产。
有导向模常见的有导板模和导柱摸。导板模是凸模由导钣（兼作卸料板）导向的冲 换，萁使用方便程度钕导柱模差；导柱模是上、下模之间由导柱、导套导向的冲模，使用哲靠，安装方便，有较高的耐用度，但制造工艺复杂，多用于成批大量生产。B-B

除上述分类外，还可根据不同卸料装置分为带固定卸料板冲模与带弹压卸料板冲模；根据不同送料方式分为人工送料模和自动送料模;根据模具主要零件所用的材料分为橡胶冲模、 钢带模、低熔点合金模、锌基合金模、凹模厚度薄而着称的薄板冲模。C-C;这些模具由于结构简单，易加工，制造周期短，成本低，适用于小批量生产或试制生产，故可统称为简易模。另 外，还有采用高硬度材料制成的硬质合金模、钢结硬质合金模等。D-D

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讲解塑料模具技术中‘常用塑料之热塑性塑料’
1.聚氯乙烯（PVC)基本特性

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聚氯乙烯是世界上产量的塑料品种之一。其原料来源丰富，价格低廉，性能优良，应 用广泛。其树脂为白色或浅粉末，形同面粉，造粒后为透明块状，类似明矾。
根据不同的用途加入不同的添加剂，聚氯乙烯塑件可呈现不同的物理性能和力学性能。‘A-A’在聚 氯乙烯树脂中加入适量的增塑剂，可制成多种硬质、软质制品。纯聚氯乙烯的密度为1.4 g/cm3, 加入了增塑剂和填料等的聚氯乙烯塑件的密度范围一般为1. 15 (2. 00 g/cm3。
硬聚氯乙烯不含或含有少量增塑剂。它的机械强度颇高，有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗 冲击性能，可单独用做结构材料；其介电性能好，对酸碱的抵抗能力极强，化学稳定性好；但 成形比较困难，耐热性不高。B-B

软聚氯乙烯含有较多的增塑剂，柔软且富有弹性，类似橡胶，但比橡胶更耐光、更持久。 在常温下其弹性不及橡胶，但耐蚀性优于橡胶，不怕浓酸、浓碱的破坏，不受氧气及臭氧的影 响，能耐寒冷。成形性好，但耐热性低，机械强度、耐磨性及介电性能等都不及硬聚氯乙烯， 且易老化。
总的来说，聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能，可以用做低频绝缘材料，其化学稳定性也较 好。‘C-C’由于聚氯乙烯的热稳定性较差，长时间加热会导致分解，放出气体，使聚氯乙烯变 色，所以其应用范围较窄，使用温度一般在-15 '(55'之间。

( 2) 主要用途
由于聚氯乙烯的化学稳定性高，所以可用于制作防腐管道、管件、输油管、离心泵和鼓风 机等。‘D-D’聚氯乙烯的硬板广泛用于化学工业上制作各种储槽的衬里、建筑物的瓦愣板、门窗结 构、墙壁装饰物等建筑用材。由于电绝缘性能良好，可在电气、电子工业中用于制造插座、插 头、开关和电缆。在日常生活中，用于制造凉鞋、雨衣、玩具和人造革等。

( 3) 成形特点
它的流动性差，过热时极易分解，所以必须加入稳定剂和润滑剂，并严格控制成形温度及 熔料的滞留时间。成形温度范围小，必须严格控制料温，模具应有冷却装置；采用带预塑化装 置的螺杆式机。模具浇注系统应粗短，浇口截面宜大，不得有死角滞料。模具应冷却，其 表面应镀铬。A-A

2.聚苯乙烯（PS)
(1)基本特性
聚苯乙烯是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品种。聚苯乙烯无色、透明、有光泽、 无无味，落地时发出清脆的金属声，密度为1.054 g/cm3。聚苯乙烯是目前理想的高频绝 缘材料，可以与熔融的石英相媲美。B-B
它的化学稳定性良好，能耐碱、硫酸、磷酸、10. ~30%的、稀醋酸及其他有机酸， 但不耐及氧化剂的作用，对水、乙醇、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的抗腐蚀能 力。它的耐热性低，只能在不高的温度下使用，质地硬而脆，塑件由于内应力而易开裂。聚苯 乙烯的透明性很好，透光率很高，光学性能仅次于有机玻璃。它的着色能力优良，能染成各种 鲜艳的色彩。
为了提高聚苯乙烯的耐热性和降低其脆性，常用改性聚苯乙烯和以聚苯乙烯为基体的共聚 物，从而大大扩大了聚苯乙烯的用途。C-C

(2)主要用途
聚苯乙烯在工业上可用做仪表外壳、灯罩、化学仪器零件、透明模型等；在电气方面用做 良好的绝缘材料、接线盒、电池盒等；在日用品方面广泛用于包装材料、各种容器、玩具等。D-D

(3)成形特点
聚苯乙烯性脆易裂，易出现裂纹，所以成形塑件脱模斜度不宜过小，顶出要受力均匀；热 胀系数大，塑件中不宜有嵌件，否则会因两者热胀系数相差太大而导致开裂；由于流动性好， 应注意模具间隙，防止成形飞边，且模具设计中大多采用点浇口形式；宜用高料温、高模温、 低压力成形并延长时间，以防止缩孔及变形，降低内应力，但料温过高容易出现银 丝；料温低或脱模剂多，则塑件透明性差。

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（4）轴承使用寿命提高
对于承受大冲击载荷的铁路、轧机轴承等，经M淬火后使用时主要失效形式为：装配时内套开裂，使用过程中受冲击外圈挡边掉块、内圈碎裂，而等温淬火轴承由于冲击韧性好、表面压应力，无论装配时内套开裂，还是使用过程中外套挡边掉块、内套碎裂倾向性大大减小，且可降低滚子的边缘应力集中。因此，经等温淬火后比M淬火后平均寿命及可靠性提高。

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SKF公司把高碳铬轴承钢贝氏体等温淬火工艺主要应用于铁路轴承、轧机轴承以及在特殊工况下使用的轴承，同时开发了适合于贝氏体淬火的钢种（SKF24、SKF25、100Mo7）[19]。其淬火时采用较长的等温时间，淬后得到全下贝氏体组织。近来SKF又研制出一种新钢种775V[22]，并通过特殊的等温淬火得到更均匀的下贝氏体，淬后硬度增加的同时其韧性比常规等温淬火提高60%，耐磨性提高了3倍，处理的套圈壁厚超过100mm。部分等温后得到M/BL复合组织的性能尚有争议，如BL的含量多少为等。即使有一含量，在生产实际中如何控制，且复合组织在等温后还需进行一次附加回火，增加了生产成本。FAG公司主要采用贝氏体分级淬火工艺，其具体的工艺状况不详。

4渗碳、渗氮及碳氮共渗
4.1 低碳钢渗碳、渗氮及碳氮共渗
渗碳是传统的表面化学热处理工艺，渗碳钢（低碳低合金钢、低碳高合金高温渗碳钢）经渗碳淬火后表面高硬耐磨、心部强韧。渗碳工艺发展一方面是渗碳介质的改进，如加入增加渗速的添加剂，采用强渗--扩散的交替循环工艺提高渗速、改善渗层组织等。

随着真空技术的发展，出现了真空低压渗碳及等离子渗碳。易普森等公司[23]开发的乙炔低压渗碳工艺是在10mbar以下的低压下，以乙炔为渗碳介质在真空炉内进行。其特点是渗速快、渗层均匀、碳黑少、渗后工件光亮；另外，对渗层要求较薄的冲压滚针轴承类零件碳氮共渗或渗碳而言，渗层深度、成分的控制及如何提高渗速更是一大难题，采用真空低压渗碳技术将有利用解决这些问题。

对高合金渗碳钢进行等离子渗碳可提高渗速、减少表面粗大碳化物的形成[24]。对低碳钢制滚针轴承内外圈及保持架采用渗氮或碳氮共渗，可提高其耐磨性及耐蚀性、降低摩擦系数。

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4. 2高碳铬轴承钢的渗碳或碳氮共渗
高碳铬轴承钢一般是整体淬硬，淬后的残余应力为表面拉应力状态，易造成淬火裂纹、降低轴承的使用性能。通过对其进行渗碳、渗氮或碳氮共渗，提高表层的碳、氮含量，降低表面层的Ms点，在淬火过程中表面后发生转变而形成表面压应力，提高耐磨性及滚动接触疲劳性能[25，26]。近的研究还表明：高碳铬轴承钢经渗碳或碳氮共渗后还可提高轴承在污染条件下的接触疲劳寿命[25~27]。一般，在淬火加热时，通过控制气氛的碳（氮）势，可达到以上目的。但如果对高碳铬轴承钢进行超常渗碳（碳势>2%），则必须加大加工余量，去除渗碳淬火后表层的粗大碳化物。

4. 3 工艺控制
渗碳（渗氮或碳氮共渗）气氛的检测和控制是关键参数，早是采用仪、CO2红外分析仪，目前主要采用氧探头来检测碳势（或氮势），其反应速度快，可进行实时监控，配合CO2红外分析仪或其他测量措施（如易普森开发的HydroNit探头[28]）可对碳势（或氮势）实行控制。
工艺控制的另一方面是渗碳（渗氮或碳氮共渗）过程的计算机模拟控制。碳在钢中传递和扩散的计算机模拟开始于20世纪80年代，之后进一步开发了人机对话软件（Carb-o-Prof），使人们可以现场计算不同钢种在渗碳过程中任一时间碳的传递与扩散速度。该软件考虑了温度、碳势等工艺参数变化的影响，可以实现所需的表面碳含量及渗层深度的工艺参数的计算，并能根据工艺过程中的参数发生的变化或出现的干扰自动调整碳势、渗碳时间等工艺参数，以达到工件预定的要求。近，又推出了“Carb-o-Prof-Expert”专家系统。该软件集成了大多数渗碳钢及渗碳淬火的物理冶金知识、设备性能、工件的技术要求等数据，只要向计算机输入工件的钢种、重量、几何尺寸、淬透性、渗层要求及炉型等数据，计算机便会输出一个渗碳工艺，并自动实现该工艺[29]。

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5表面改性技术
5.2 离子注入
离子注人与其他表面强化技术相比，具有以下的显着优点：(1)离子注人后的零件，能很好地保持原有的尺寸精度和表面粗糙度，不需要再做其它表面加工处理,很适合于轴承等精密零件生产的后一道工序；(2)原则上不受冶金学或平衡相图的限制，可根据零件的工作条件和技术要求，选择需要的任何注人元素，注人剂量和能量，获得预期的高耐磨性或耐腐蚀性等特殊要求的轴承表面，灵活性大，实用性强，对基体材料的选择也可以适当放宽，从而可节省贵重的高合金钢材和其它贵重金属材料；(3)注入层与基体材料结合牢固可靠、无明显界面，在使用中不会产生脱落和剥皮现象，这对提高轴承寿命和工作可靠性来说非常重要；(4)离子注人是一个非高温过程，可以在较低的温度下完成，零件不会发生回火、变形和表面氧化；（5）具有很好的可控性和重复性。欧美等国对离子注入进行了大量的研究[30~37]。

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美国海军实验室从1979年起进行了轴承零件离子注入的研究，英国、丹麦和葡萄牙等国从1989年开始进行与美国海军实验室类似的工作。结果表明：注入铬离子能显着提高M50钢的抗腐蚀性能，而且抗接触疲劳性能也有所提高；此外还用注人硼离子来提高仪表轴承的抗磨损能力；对轴承钢52100进行氮等离子源离子注入（PSⅡ）后在表面形成薄层氮化物，可提高轴承钢的耐蚀性，用于代替昂贵的不锈钢；对SUS440C不锈钢球轴承进行氮、硼离子注入可减小球轴承微小摆动的微振磨损及轴承的灰尘排放，另外，对不锈钢进行（Ti+N）或（Ta+N）等离子体浸没离子注入（PSⅢ）可显着提高其显微硬度、耐磨性和寿命。

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