本发明涉及封头加工,具体为一种冲压封头新型冲压模具的加工方法。
背景技术:
1、冲压封头作为压力容器、储罐、管道系统的关键承压部件,其成型质量直接影响设备的安全性和密封性能。不锈钢封头因优异的耐腐蚀性被广泛应用于化工、食品、核电等领域,但其在冲压过程中易出现表面划伤、减薄不均及材料相变(如铁素体含量超标)等问题,导致产品报废率居高不下。目前,随着gb/t25198-2023正式实施,以及gb/t150新版推进,要求冷成型的不锈钢封头铁素体含量fn≤15%。为了控制铁素体含量,在冷冲压过程中对封头材料进行加热≤200℃。在冲压生产过程中使用的润滑液是水剂的混合液,在高温下水分蒸发,润滑效果下降,对成型冲压模具的材料的耐磨性,自润滑性要求提高。封头冲压模具材料目前使用的铸铁件牌号为ht300,优点是强度高,缺点是白口倾向大,铸造性差。在新标准要求下,该材质冲压模具的利用率低,冲压封头的数量一般在冲压40枚封头左右,模具会拉伤,报废率高,严重影响生产效率,大大增加了企业生产成本。基于此,发明人提出了一种冲压封头新型冲压模具的加工方法。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是:克服现有技术问题的缺陷,提供一种冲压封头新型冲压模具的加工方法,提高了模具的利用率以及封头的生产率,降低成本,大大增加了经济效益。
2、为了解决上述技术问题,本发明的技术方案是:一种冲压封头新型冲压模具的加工方法,其包括以下步骤:
3、步骤s10:配料,选用牌号为ht300的铸铁作为模具基体材料,调整原有元素成分配比,并添加新的元素成分;
4、步骤s20:制模,通过使用电炉将铸铁进行高温冶炼,加入配料后最终将所需模具浇铸成形;
5、步骤s30:毛胚精加工,将合格的铸造毛坯精确加工至最终模具设计尺寸和表面要求;
6、步骤s40:试验,将成型的模具装在冲压机上,通过冲压封头观察模具表面的划伤、冲压封头的数量以及封头的表面划伤情况,综合检验模具性能;
7、其中,所述步骤s20包括以下步骤:
8、步骤s201:熔炼,将炉料在1400±20℃下熔炼,炉前成分检测合格后加入重稀土孕育剂;
9、步骤s202:浇铸,将熔炼完成的铁水倒入铁水包,待温度降至1300℃再将铁水倒入按图纸工艺要求制作好的模具型腔内;
10、步骤s203:落砂与清理,去除铸件型砂及浇冒系统,进行表面喷丸处理;
11、步骤s204:取样及分析,在同炉次或代表性毛坯本体指定位置取样做金相及硬度分析,观察并记录显微组织。
12、进一步地,所述步骤s201中,化学成分控制如下:c:2.9-3.1,si:1.7-2.3,mn:0.6-1,p≤0.15,s≤0.08,另外再添加cr:0.35,cu:1-1.2,mo:0.35-0.5元素,并在熔炼过程中加入铁水质量0.1-0.3%的重稀土孕育剂。
13、进一步地,所述步骤s202中,模具型腔采用呋喃树脂砂制作。
14、进一步地,所述步骤s203中,待铸件在砂型中充分冷却至室温后开箱,去除铸件表面的型砂、芯砂,使用气割或专用工具去除浇注系统、冒口、飞边、毛刺,使用砂轮机、喷丸或抛丸设备对铸件表面进行全面清理,去除氧化皮、粘砂、残余飞边毛刺,获得清洁的毛坯表面。
15、进一步地,所述步骤s204中,目标组织为细小的a型石墨均匀分布在以珠光体为主的基体上,允许存在少量铁素体,目标硬度范围为hbw190- 210。
16、进一步地,所述步骤s30中,加工精度控制为关键配合尺寸公差≤±0.05mm,一般尺寸公差≤±0.15mm,型面轮廓精度≤0.1mm,表面质量要求为工作型面表面粗糙度ra ≤1.6 μm,非工作表面粗糙度ra ≤ 1.6 - 3.2μm。
17、进一步地,述步骤s40中,冲压试验在10000t双动液压机上进行,冲压速度为8-12次/分钟。
18、采用了上述技术方案,本发明具有以下的有益效果:通过对ht300基础成分的优化(降s、控p),并精准添加cr、cu、mo合金元素及采用重稀土孕育,显著细化了石墨和基体组织(珠光体为主),从本质上提高了模具的强度、硬度、耐磨性、韧性及抗腐蚀性;采用高精度树脂砂造型和严格控制熔炼、浇注温度,确保了毛坯的尺寸精度、表面质量和内在致密性;严格的数控精加工保证了模具的最终尺寸精度和超高的表面光洁度,为冲压出高质量封头提供了基础;上述措施协同作用,使模具的使用寿命得到极大延长(>100%提升),大幅降低单件封头的模具摊销成本;有效减少了冲压封头表面的划伤和鼓包缺陷,提高了产品外观质量和合格率;精准控制了不锈钢封头的铁素体含量(fn≤15%),保证了封头的材料性能和耐蚀性要求,降低了因材料问题导致的报废;通过提高模具寿命、减少产品报废、提升生产效率(减少停机换模时间),实现了生产成本的显著降低和经济效益的大幅增加;树脂砂工艺的应用减少了环境污染,符合绿色制造趋势。。
1.一种冲压封头新型冲压模具的加工方法,其包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种冲压封头新型冲压模具的加工方法,其特征在于:所述步骤s10中,化学成分控制如下:c:2.9-3.1,si:1.7-2.3,mn:0.6-1,p≤0.15,s≤0.08,另外再添加cr:0.35,cu:1-1.2,mo:0.35-0.5元素,并在熔炼过程中加入铁水质量0.1-0.3%的重稀土孕育剂。
3.根据权利要求1所述的一种冲压封头新型冲压模具的加工方法,其特征在于:所述步骤s202中,模具型腔采用呋喃树脂砂制作。
4.根据权利要求1所述的一种冲压封头新型冲压模具的加工方法,其特征在于:所述步骤s203中,待铸件在砂型中充分冷却至室温后开箱,去除铸件表面的型砂、芯砂,使用气割或专用工具去除浇注系统、冒口、飞边、毛刺,使用砂轮机、喷丸或抛丸设备对铸件表面进行全面清理,去除氧化皮、粘砂、残余飞边毛刺,获得清洁的毛坯表面。
5.根据权利要求1所述的一种冲压封头新型冲压模具的加工方法,其特征在于:所述步骤s204中,目标组织为细小的a型石墨均匀分布在以珠光体为主的基体上,允许存在少量铁素体,目标硬度范围为hbw190- 210。
6.根据权利要求1所述的一种冲压封头新型冲压模具的加工方法,其特征在于:所述步骤s30中,加工精度控制为关键配合尺寸公差≤±0.05mm,一般尺寸公差≤±0.15mm,型面轮廓精度≤0.1mm,表面质量要求为工作型面表面粗糙度ra ≤1.6 μm,非工作表面粗糙度ra ≤ 1.6 - 3.2μm。
7.根据权利要求1所述的一种冲压封头新型冲压模具的加工方法,其特征在于:所述步骤s40中,冲压试验在10000t双动液压机上进行,冲压速度为8-12次/分钟。