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和成本。壓鑄工藝技術的不斷進步，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。一般討論時常常假設沖頭始終保持一定的圓整度和直線度在套筒中滑動。生產中其實不然。沖頭與套筒間有一定的配合和間隙，過大過小都不好。理論計算和實踐表明，理想的間隙約為0.1mm。壓射時，當間隙超過0.1mm時，鋁合金液就可能進入間隙，并出現煙火和竄漏，直接導致過量磨損和沖頭壽命的減少；如果間隙遠小于0.1mm，則帶來與設定的沖壓速度相沖突和不協調的危險。控制臨界間隙必須從加工制造抓起，驗收不能馬虎。物理的熱穩定性是基礎。因此要保持理想的間隙，沖頭須要冷卻。從設計上考慮，沖頭的使用壽命主要取決于溫度控制。沒有溫度控制，將導致沖頭的滑動間隙處于變數。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。具有好的冷卻系統的沖頭壽命就長。壓鑄公司在設計時應該考慮通過沖頭桿把充足的冷卻水泵至端部，同時允許回水無附加壓力自由流出，并根據沖頭的直徑計算出實際穩定的水流量，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，保持理想間隙的穩定。

2、沖頭材質

從材質考慮，國外沖頭大多選用III3鋼或鈹青銅。國內，選用鑄鋼或鑄鐵作沖頭材料也很成功，且成本低。壓機的周期、沖頭的熱導率、強度、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選擇和設計的參數，但最重要的還是成本。許多沖頭用鈹青銅，是因為其熱導率較理想，平均值為)100W/(m·k)，是鋼材的4~5倍。但鈹青銅的熱膨脹系數也較大，比III3鋼高50%。由于套筒與沖頭的膨脹率不平衡，將導致相互間的摩擦，空氣的進入并產生后座力，尤其是大直徑沖頭，問題更突出。此外，III3鋼比鈹青銅具有較高的強度和抗磨性。因此，大多小直徑沖頭用鈹青銅并在其表面加耐磨環。此環與套筒完全接觸，有助于減少摩擦，導出熱量。耐磨環設計得好可減少更換時間，提高沖頭壽命，降低成本。一般沖壓4000-7000次更換耐磨環而不需更換鈹青銅沖頭。對較大直徑沖頭仍使用III3鋼，在開模和壓射前對端部強制噴水冷卻，以幫助散熱和縮短周期。近來，也有壓鑄公司在鋼質沖頭本體表面加一層BeCu的，這樣可以充分發揮BeCu的導熱能力，使沖頭在套筒中滑動時直徑穩定，從而降低成本，有利于保持沖頭與套筒間清潔的摩擦表面。

大多銅質沖頭是鑄造的。如果希望一個直徑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節。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，它們的作用包括調整粘度及表面張力、改善極壓性能、穩定油膜、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，要權衡性能價格比。對于正常生產過程中沖壓系統出現的問題和損壞，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。