我國(guó)模鍛用模具平均壽命僅為國(guó)外先進(jìn)水平的1/2-1/3。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析后,認(rèn)為主要有以下因素:
模具加工工藝不成熟
部分企業(yè)為了提高模具壽命,選擇價(jià)格較高的模具鋼材料,但使用效果并不好,主要是對(duì)材料性能了解不夠,熱處理工設(shè)計(jì)不合理,如HM3模具鋼必須經(jīng)過(guò)鍛造、退火、硬度選擇、淬火、回火5個(gè)大步驟才能具有其極佳的使用壽命,缺一不可。
2、模具鋼質(zhì)量不穩(wěn)定
模具鋼質(zhì)量問(wèn)題較多,質(zhì)量不穩(wěn)定,同一種鍛件,一段時(shí)間性能好,一段時(shí)間性能差。造成企業(yè)頻繁更換模具,也給企業(yè)生產(chǎn)效率提升帶來(lái)了問(wèn)題。
3、成形模具外輪廓尺寸設(shè)計(jì)方面
在精益生產(chǎn)方面,日本模具企業(yè)常見(jiàn)成形模具高度尺寸偏小。模具尺寸減薄,是有特殊的工藝保證的,如對(duì)模座地模具接觸面平面度、相關(guān)設(shè)備工況及操作人員水平的高要求等。大幅度減小模具高度,目前在國(guó)內(nèi)鍛造企業(yè)推行困難。
4、模具潤(rùn)滑劑的使用
鍛造條件的不同,生產(chǎn)不同種類的零件,潤(rùn)滑劑的選擇差異很大。例如:生產(chǎn)具有復(fù)雜形狀的零件,潤(rùn)滑劑選擇不好,會(huì)導(dǎo)致諸如充不滿模膛和降低模具壽命的各種問(wèn)題的出現(xiàn)。目前國(guó)內(nèi)鍛造模具潤(rùn)滑劑可選擇的品牌和種類較少。
5、模具評(píng)估方法不足
國(guó)外同行更加注重細(xì)節(jié)的分析研究,如模具使用情況模擬,鍛造全過(guò)程試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,評(píng)價(jià)潤(rùn)滑劑性能試驗(yàn)的方法,模具壽命的模擬預(yù)測(cè)等。
6、模具使用方法不當(dāng)
與模具壽命有關(guān)的使用及維護(hù)方面有:模具的安裝精度、設(shè)備類型及其精度、潤(rùn)滑和冷卻條件、預(yù)熱溫度及其均勻性、操作的規(guī)范性、氧化皮和污物清理、保存方式及其環(huán)境以及維修等,這些方面國(guó)內(nèi)鍛造企業(yè)做得不夠細(xì)致,與國(guó)外鍛造企業(yè)有差距,使模具壽命受到很大影響。
鍛件的交貨周期直接影響企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,而鍛件的交貨周期直接接受模具制造周期及其壽命的影響。模具壽命長(zhǎng)則節(jié)約了更換和維修模具的時(shí)間,縮短鍛件交貨周期,可以按時(shí)或提前交付鍛件。一方面提升了企業(yè)的信譽(yù),另一方面可以拿到要求交貨期短、原來(lái)不能承接的訂單,從而提升了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
所謂模具壽命是指一套新模具從安裝、生產(chǎn)、直到失效需要翻新前所生產(chǎn)的鍛件數(shù)量,一般稱正常壽命。模具失效后經(jīng)多次翻修的壽命之和為總壽命。提高模具總壽命可節(jié)約模具材料(占模具成本的15%~40%),因此提高模具總壽命也是降低鍛件成本的重要措施。
對(duì)于低合金結(jié)構(gòu)鋼熱模鍛,日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家,按鍛件復(fù)雜程度和精度,模鍛錘模具壽命為0.5萬(wàn)件~0.8萬(wàn)件,但新型程控全液壓模鍛錘,由于其鍛擊能量和程序均可設(shè)定控制,模具壽命有所提高,0.6萬(wàn)件~1萬(wàn)件。機(jī)械壓力機(jī)模具壽命一般可達(dá)1萬(wàn)件~2.5萬(wàn)件,其中曲軸模具壽命為0.85萬(wàn)件~1.8萬(wàn)件,連桿模具壽命為1萬(wàn)件~2.5萬(wàn)件,汽車轉(zhuǎn)向節(jié)模具壽命為0.6萬(wàn)件~1.4萬(wàn)件,齒輪模具壽命為1.5萬(wàn)件~3萬(wàn)件。個(gè)別極復(fù)雜、高精度的鍛件模具壽命也僅為0.5萬(wàn)件~0.7萬(wàn)件。
螺旋壓力機(jī)模具壽命比機(jī)械壓力機(jī)稍低。而國(guó)內(nèi)大多數(shù)鍛造企業(yè)模鍛錘模具壽命為0.3萬(wàn)件~0.5萬(wàn)件,摩擦螺旋壓力機(jī)模具壽命約為0.2萬(wàn)件~0.3萬(wàn)件,一般僅有0.2萬(wàn)件左右,機(jī)械壓力機(jī)模具壽命約為0.5萬(wàn)件~0.8萬(wàn)件。
發(fā)達(dá)國(guó)家的冷精密模鍛模具壽命約為2萬(wàn)件~6萬(wàn)件,國(guó)內(nèi)約為0.8萬(wàn)件~2.5萬(wàn)件。相比之下,我國(guó)模具壽命僅相當(dāng)于國(guó)外工業(yè)先進(jìn)國(guó)家的1/3。
模具壽命是模具材料、設(shè)計(jì)和制造水平(含模具熱處理和表面強(qiáng)化處理)及使用、維護(hù)水平的綜合反映。模具壽命的高低在一定程度上反映冶金工業(yè)、機(jī)械制造工業(yè)水平,同時(shí)也反映鍛造企業(yè)技術(shù)和管理水平。
目前我國(guó)的模具技術(shù),特別是模具材料、熱處理和制造工藝與國(guó)外還存在一定差距。