壓鑄公司必讀，沖頭的使用壽命因素分析

沖頭是壓鑄過程的耗品，直接影響壓鑄件的品質(zhì)和成本。壓鑄工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，對沖頭的使用壽命的影響也是非常大的，壓鑄公司弄清楚這些，對于提升沖頭的使用壽命，提升公司效益有很大的幫助。

1、沖頭與套筒理想間隙

沖頭與套筒是相互依存的系統(tǒng)。一般討論時(shí)常常假設(shè)沖頭始終保持一定的圓整度和直線度在套筒中滑動(dòng)。生產(chǎn)中其實(shí)不然。沖頭與套筒間有一定的配合和間隙，過大過小都不好。理論計(jì)算和實(shí)踐表明，理想的間隙約為0.1mm。壓射時(shí)，當(dāng)間隙超過0.1mm時(shí)，鋁合金液就可能進(jìn)入間隙，并出現(xiàn)煙火和竄漏，直接導(dǎo)致過量磨損和沖頭壽命的減少；如果間隙遠(yuǎn)小于0.1mm，則帶來與設(shè)定的沖壓速度相沖突和不協(xié)調(diào)的危險(xiǎn)。控制臨界間隙必須從加工制造抓起，驗(yàn)收不能馬虎。物理的熱穩(wěn)定性是基礎(chǔ)。因此要保持理想的間隙，沖頭須要冷卻。從設(shè)計(jì)上考慮，沖頭的使用壽命主要取決于溫度控制。沒有溫度控制，將導(dǎo)致沖頭的滑動(dòng)間隙處于變數(shù)。直徑越大問題越多。目前較有效的溫度控制方法是用熱電偶控溫和回路反饋控制。具有好的冷卻系統(tǒng)的沖頭壽命就長。壓鑄公司在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮通過沖頭桿把充足的冷卻水泵至端部，同時(shí)允許回水無附加壓力自由流出，并根據(jù)沖頭的直徑計(jì)算出實(shí)際穩(wěn)定的水流量，使之在沖頭表面形成紊流而不是層流，就可以最大限度帶走熱量，保持理想間隙的穩(wěn)定。

2、沖頭材質(zhì)

從材質(zhì)考慮，國外沖頭大多選用III3鋼或鈹青銅。國內(nèi)，選用鑄鋼或鑄鐵作沖頭材料也很成功，且成本低。壓機(jī)的周期、沖頭的熱導(dǎo)率、強(qiáng)度、壁厚、涂覆潤滑油的方式、沖頭直徑、是否易更換等都是沖頭材質(zhì)選擇和設(shè)計(jì)的參數(shù)，但最重要的還是成本。許多沖頭用鈹青銅，是因?yàn)槠錈釋?dǎo)率較理想，平均值為)100W/(m·k)，是鋼材的4~5倍。但鈹青銅的熱膨脹系數(shù)也較大，比III3鋼高50%。由于套筒與沖頭的膨脹率不平衡，將導(dǎo)致相互間的摩擦，空氣的進(jìn)入并產(chǎn)生后座力，尤其是大直徑?jīng)_頭，問題更突出。此外，III3鋼比鈹青銅具有較高的強(qiáng)度和抗磨性。因此，大多小直徑?jīng)_頭用鈹青銅并在其表面加耐磨環(huán)。此環(huán)與套筒完全接觸，有助于減少摩擦，導(dǎo)出熱量。耐磨環(huán)設(shè)計(jì)得好可減少更換時(shí)間，提高沖頭壽命，降低成本。一般沖壓4000-7000次更換耐磨環(huán)而不需更換鈹青銅沖頭。對較大直徑?jīng)_頭仍使用III3鋼，在開模和壓射前對端部強(qiáng)制噴水冷卻，以幫助散熱和縮短周期。近來，也有壓鑄公司在鋼質(zhì)沖頭本體表面加一層BeCu的，這樣可以充分發(fā)揮BeCu的導(dǎo)熱能力，使沖頭在套筒中滑動(dòng)時(shí)直徑穩(wěn)定，從而降低成本，有利于保持沖頭與套筒間清潔的摩擦表面。

大多銅質(zhì)沖頭是鑄造的。如果希望一個(gè)直徑150mm的沖頭壓8000~12000次，較小直徑的壓50000次或更多，就需要用鍛造件，它可以更耐熱疲勞。

3、沖頭潤滑

沖頭潤滑是延長沖頭壽命的重要環(huán)節(jié)。例如，對III3鋼沖頭的良好潤滑將顯著提高壽命至約12000次，并降低成本。不過，前提是選準(zhǔn)選好和合理使用潤滑劑。目前普遍使用的潤滑劑有以礦物油為基含石墨與不含石墨的沖頭油，以合成物為基的水溶性潤滑劑，還有蠟質(zhì)顆粒狀潤滑劑。這些品種各有千秋，難分仲伯，而石墨是最有效的潤滑添加劑。潤滑油中還必須含有多種添加劑，它們的作用包括調(diào)整粘度及表面張力、改善極壓性能、穩(wěn)定油膜、提高油膜牢度和耐高溫性能、防腐防銹蝕等。因此，不能把對潤滑劑的選用簡單化、表面化，要權(quán)衡性能價(jià)格比。對于正常生產(chǎn)過程中沖壓系統(tǒng)出現(xiàn)的問題和損壞，壓鑄公司要檢查潤滑劑的選用、使用量及涂覆工藝是否得當(dāng)。