文/郭方恒·北京首鐵科技工程公司保定工務器材廠

熱鍛模具的養(yǎng)護及修復

文/郭方恒·北京首鐵科技工程公司保定工務器材廠

北京首鐵科技工程公司保定工務器材廠于2009年初上了一臺30MN油壓機，其主要用途是生產鐵路鋼軌跟端產品。生產該產品需要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?shù)仍?，模具的成型面產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，也降低了產品的合格率。

模具使用及養(yǎng)護

大噸位鍛壓機對鐵路鋼軌跟端產品熱鍛成形時，若出現(xiàn)鍛壓前對模具預熱溫度低，或壓制時落在模具上的產品氧化皮清除不到位，或對熱鍛產品進行低溫壓制等情況，則可導致模具出現(xiàn)龜裂紋、拉傷或疲勞斷裂，如圖1、2所示。

生產實踐過程中，針對模具容易出現(xiàn)的缺陷，通過圖3所示的誘因分析，總結出以下需要注意的3點：

⑴工人欠缺熱模鍛壓技術方面的經驗，在壓制前未對模具進行烤模，或烤模工藝執(zhí)行不到位，未達到烤模工藝要求的溫度。而是采用冷模鍛壓，使模具在機械性能狀態(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，導致油壓機上缸側鑲板和模具磨損、拉傷嚴重；同時影響了產品外觀和尺寸，不利于脫模。

⑶在壓制后期，由于長時間進行熱模鍛壓，導致模具熱容量增大，溫度過高，模具機械性能質變，個別部位出現(xiàn)了壓潰或凸起。

為了解決實際生產中熱鍛模具出現(xiàn)的各種問題，生產工人不斷摸索模具的使用養(yǎng)護經驗，得出了以下幾點生產過程中應注意的事項。

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 可修復模具

⑴班組每天生產加工前應對模具進行檢查和尺寸校核，對輕微缺陷部位及時進行打磨。

⑵每次更換模具后要調整油壓機上模座和模具的相對位置，保證兩者接觸面吻合良好，無異?？?/p>

⑶生產使用中應對熱鍛模具和油壓機的接觸面刷涂潤滑劑（石墨乳和機油的混合物，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，進行整體檢查并標識。

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

模具焊補修復工藝

由于模具存在未完全釋放的內應力，以及使用過程中產生的熱疲勞磨損等，容易導致模具出現(xiàn)縱向或橫向裂紋，若疲勞裂紋較深而且不容易進行修復處理，則會導致模具磨損程度加劇甚至會導致模具斷裂。為此，經過工人反復焊接修補試驗，確定了熱模鋼模具焊接修復工藝的基本步驟及參數(shù)，具體過程有以下7點：

⑴對更換下的模具進行清理、擦拭。

⑵對模具疲勞裂紋進行觀測、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)進行修復處理。

⑶將待修復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端面、工作面等幾點測量，溫度均在350～450℃之間時方可開箱焊補。

⑸電焊機采用直流焊機，直流電流在150A左右。焊條采用牌號為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。焊接時要保證模具表面溫度保持在300℃以上，當?shù)陀?00℃時應合箱繼續(xù)對其加熱。

⑹模具焊補修復完畢后，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行保溫處理，保溫時間不低于4h。

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

結束語

對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鋼軌跟端產品后狀態(tài)良好。此種工藝適用于我們使用的3Cr2WMoVN材質的熱鍛模具，可以延長模具使用壽命，降低采購成本。其他材質的模具使用養(yǎng)護與修復工藝，還需進一步試驗、探索。

郭方恒，數(shù)控車間副主任、工程師。