冷鐓硬質合金模具的中外對比及差距

 螺紋緊固件生產中采用的硬質合金模具與碳素工具鋼、高碳高合金鋼模具比較，其使用壽命提高幾倍至十幾倍。因此在小規格M5以下螺釘等冷鐓生產中，獲得日益廣泛的應用。但與國外硬質合金模具相比，國產模具存在明顯差距。例如：半圓頭螺釘或沉頭十字槽螺釘用硬質合金模具，日本模具的壽命可達700到900萬件，國產模具的壽命為200到300萬件，且質量不夠穩定。檢測對比，發現有諸多差異性。
　　
      結構形狀與尺寸
    國產模具使用壽命低的主要原因并非尺寸比例問題，國內廠家設計的模套內孔和模芯外圓均是圓柱形，模芯底部與模套內孔底部均是平面，此結構簡單，加工容易。當采用冷鑲時，由于無導向角度，易壓歪，擠傷模套內孔表面，甚至模芯會產生微裂紋，崩裂，使壓鑲質量難以穩定。
    日本廠家的模套內孔與模芯的接觸部位，采用雙錐度和雙凸面的配合結構，形狀復雜，加工有難度。然而有導向角度，則有利于保證壓鑲質量。日本模具的模芯底部與模套內孔底面中心接觸部位，采用雙凸面結構，有利于受力大的中心部位緊密壓靠，四周留下的空隙又可供過盈配合時，儲藏從孔壁擠出的多余金屬。

　　模具硬度
    國內廠家選用YG20C、Cr12MoV，Cr12，日本廠家選用YG15、DC53，前者強度略高，硬度略低，而后者則相反，由于硬度高，耐磨性能較好，這是日本模具壽命高的另一個原因。對高碳合金鋼硬度則在60～62HRC，而模套硬度相近，均未超過42HRC。

　　對盈量
    冷鐓模具在其它條件相同的條件下，過盈系數?。ù螅┑念A緊力?。ù螅┬?。國內廠家生產的模具會出現模芯脫出模套的失效現象，可能與過盈系數較小或加工尺寸未保證有關。日本廠家采用圓錐面冷壓配合，過盈系數取0.85%，與俄羅斯采用的1.3%～1.5%相比較，日本廠家所用數據是偏低的。

　　表面加工質量
    國內廠家模具的模芯外表面磨拋加工質量較差，日本廠家模具的模芯表面磨拋質量較好，整個表面粗糙度在Ra0.32～Ra0.16μm，甚至Ra0.08μm。模芯外表面粗糙度對模具使用壽命有影響，表面粗糙度差，特別是表面有凹陷、孔洞或裂紋存在，將是壓力集中和產生斷裂的起源點，會導致模芯過早開裂而失效。模芯內孔工作表面的粗糙度對壽命影響更大。

　  結語
    1、冷鐓小規格M5以下螺釘用硬質合金組合模具，采用單套結構，模芯外徑與內徑的比值取2～3，模套外徑與模芯內徑比值取2～2.5是合理的。模芯與模套高度視具體情況確定。
    2、模芯材質可選YG20C、YG20和YG15，選擇YG15或YG15C會比YG20C更耐磨，使用壽命更長。
    3、采用冷壓鑲工藝時，模芯外徑與模套內孔應設計成圓錐形，圓錐角為1°～2°，模芯圓錐面與模芯底端交界處應圓滑過渡，R為1～1.5mm，模芯工作端的內孔徑應倒圓，R為0.3～0.6mm，模套內孔底面應有藏屑槽，模套內孔底面和模芯底面加工成凸面，模套硬度為40～44HRC，冷鑲過盈系數取模芯的0.8%～1.0%較理想。