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浅谈冲针失效原因及其改进措施 　　摘 要 本文对冲压行业内所使用的冲针的磨损失效、变形失效、脆裂失效共三个主要方向进行失效现象进行分析，根据客观事实，从冲针的设计方面、机械加工方面、热处理加工方面、模具设计方面、冲针工作环境方面等提出了一些自己的个人建议。 　　关键词 冲针 失效 原因 　　中图分类号：TE965 文献标识码：A 　　冲针又名冲头，在冲裁加工过程中具有快速、高效、制件质量稳定、生产成本低等特点，在生产中得到了普遍应用。通常将直径径在 0.5mm～5mm 范围内，在中小企业的小型零件冲压制造里面被广泛的应用。由于这种冲头直径较小，所以在冲压过程中会经常出现失效现象，其形成原因及改进措施如下： 　　1冲针失效的主要表现方式 　　1.1磨损失效 　　磨损失效是冲针在冲压过程中，冲针与凹模之间产生的相对摩擦。其表现过程为初始磨损阶段，这个过程中冲针为刚刚使用阶段，冲针的冲压部分在微观上还存在一定的毛刺，它会在冲压过程中被迅速的磨去，一般不会影响正常的冲压过程。正常磨损阶段，这个阶段冲针磨损正常，在冲压过程中能够完全保证冲裁板断裂带的均匀分布，能够冲制合格零件，保证冲裁工作的顺利进行。急剧磨损阶段，这个阶段的冲制已经进入到需要更换的边缘，其表现为冲裁板断裂带的减少和冲裁板毛刺的增多。完全磨损阶段，这个阶段的冲针已经必须进行更换，其表现为冲孔孔径和冲孔位置毛刺的增大，在冲针的冲压部分可以明显看见冲针磨损。 　　1.2变形失效 　　变形失效的主要形式表现为弹性变形、塑性变形、高温蠕变等。这主要是冲针在工作过程中，因载荷和工作时的摩擦温度，及冲针本身性能的改变，进而使冲针的的刚性和韧性产生变化，最终导致冲针在冲压过程中出现变形失效现象。 　　1.3脆裂失效 　　冲针在恶劣条件下冲制工件时，冲针会受到各种载荷的相互作用，进而使冲针产生裂纹、剥落从而导致冲针的突然断裂。一部分表现为因为疲劳破坏和应力腐蚀破裂产生冲针失效。还有一部分表现为，冲针在冲压工作中，由于反复经过加热、冷却状态，使其冲针工作部位受到拉伸、压缩应力的交换作用，这种增大摩擦阻力，影响工件塑性变形的工作方式会逐渐引起冲针工作部位的脆裂失效。 　　2改进措施 　　2.1冲针设计方面 　　冲针的结构设计是影响冲针是否耐用的重中之重，试想一个设计不合理的冲针，必然导致其自身刚性、受力的不均匀。所以要在设计冲针时，一定要先考虑到冲针的工作条件如冲压机的吨位、板材厚度、工作环境等。一旦其尺寸规格确定后，就要进而考虑到冲针本身的材质问题。如果能够选择合适的材质可以有效防止冲针的早期失效。为了达到这个目的，可以选择钨钢或铬12钼矾等较为新型的冲针材料。 　　2.2冲针机械加工方面 　　冲针的工作部分或冲针的圆角部分，在机加过程中，会因为车刀的进给量太大或设备转数不合理而留下较深的车道痕迹。这些刀痕会造成冲针的应力集中，尤其在淬火时应力集中部位的裂纹会逐渐扩展最终导致冲针工作部分断裂。所以在加工冲针的过程中，一定要注意冲针头部和圆角部位的机械加工，可根据实际加工情况，在工作部位适当的留有磨削余量，在淬火后增加磨削工序。对于没有数控磨床的企业，在加工冲针的圆角处，可根据冲针圆角尺寸，磨制相应的圆角车刀，保证圆角的正常过度。 　　2.3冲针的热处理加工方面 　　冲针在热处理过程中，要控制加热温度的高低、时间的长短、冷却速度的快慢等，要根据材质的不同选择合适的工艺参数，如模具钢中含有较多的炭和较多的合金元素，导热性差，加热的速度不能太快。一旦冲针发生氧化时，就要注意冲针形状、尺寸、及其刚度的变化。对于高合金钢而言，由于含有较多的合金元素，淬火性较低，可以采用油冷、空冷，甚至等温淬火、分级淬火等工艺。冲针表面的强化处理也是提高冲针使用寿命的一个很重要途径，氮化、渗硼、渗碳以及镀铬等都具有一定的效果，当强化工艺控制不严格或强化方法选择不当时，不但不能获得冲针要求的预期效果，反而导致冲针的早期失效。 　　2.4模具设计方面 　　冲针在失效过程中，模具本身的设计合理与否，也起到了决定作用。对于国内大部分的模具而言，一般都是出于冲针长期使用的方向考虑，调小冲针与凹模的间隙，加大退料板与冲针的配合间隙，这表面上确实是方便模具安装。但在很大程度会应为退料板的在冲裁过程中的微量位移，进而改变冲针受力方向，最终导致冲针与凹模冲裁中心位移导致冲针失效。在外国对于精密模具，一般是冲针与凹模的间隙较大，反而是脱料板与冲针的间隙较小，脱料板双边0.01mm甚至紧配。为了跟好的改变冲针偏移问题，还可以缩短冲针长度。对于导柱间隙可适当加大，但最好采用直径较大的导柱，其根数为四根。在加工冲针所配合的凹模、退料板时建议采用线切割的慢走丝，这样在一定程度上，可以提高模具的制造