[发明专利]一种不锈钢螺栓的热镦锻用模具结构

说明书

技术领域

本发明属于模具技术领域，特别涉及一种不锈钢螺栓的热镦锻用模具结构。

背景技术

因不锈钢材质的特殊性，当用冷镦方法成形头部镦锻比比较大的零件时(如不锈钢T型螺栓)，头部因变形剧烈材料极易冷作硬化，导致坯料下一步冷变形变得困难重重，就算把坯料重新退火再进行冷成形也容易爆模具，因为退火必定改变材料的晶体结构，若退火时间太长、太彻底，会导致整个坯料晶体细化，坯料变软，严重影响本需要有适当硬度和强度的杆部(需要成形螺纹)的力学性能，从而导致产品的使用性能下降；而若采用保证坯料杆部的强度的退火时间，坯料头部冷作硬化就不能完全消除，冷成形时易导致频繁爆模。

所以目前行业及市场上生产、销售的大镦锻比不锈钢螺栓(如不锈钢T型螺栓)普遍采用冷镦锻成形加车削加工工艺或冷镦锻成形加热镦锻成形工艺，由于车削工艺是在产品表面去除部分材料而达到成形的目的，加工过程中金属的纤维组织必然会被破坏，严重影响产品的外观及力学性能，同时生产效率低，加工成本非常高，不宜做批量生产。

而目前热镦锻模具材料采用的是全热作钢或热镦锻钨钢外包热作钢的模具结构，普遍存在模具易崩缺、开裂或拉伤的缺点，寿命很不理想，导致生产成本较高，而且一旦其中的某个部分破损，整个模具都需要更换；因此，为了提高产品的性能和降低生产成本，亟需研发一种不锈钢螺栓的热镦锻用模具结构。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种不锈钢螺栓的热镦锻用模具结构，其可以提高模具的使用寿命，提高产品的外观和力学性能，使产品质量更稳定，而且可以节省材料和人工加工成本，而且由于采用分体式结构，因此当其中某个部件破损时，可以只更换该部件，而不用将整个模具废弃。

为了实现上述目的，本发明所采用如下技术方案：

一种不锈钢螺栓的热镦锻用模具结构，包括凹模和凸模，所述凸模包括第一模壳、第一模芯和第一型腔，所述第一模芯置于所述第一模壳内，所述第一型腔设置于所述第一模芯上；所述凹模包括第二模壳、第二模芯和第二型腔，所述第二模芯置于所述第二模壳内，所述第二型腔设置于所述第二模芯上，所述第一型腔和所述第二型腔共同形成螺栓的容置空间。

相对于现有技术，本发明将凹模和凸模设置成可更换配件的分体结构，更换起来更加便捷，如果模具中的某个部分损坏，不需要整体报废，只需要更换损坏的部位即可，从而大大节省了模具成本，提高了模具整体的使用寿命。

作为本发明不锈钢螺栓的热镦锻用模具结构的一种改进，所述第一模芯和所述第二模芯的外表面包覆有开口C型套环，开口C型套环的材质为弹簧钢。弹簧钢材质开口C套环具有良好的弹性和韧性。这种分体、多重预应力模套结构使得模具受力后有更好的韧性扩展能力，大大增加了模具在连续受到大冲击力环境下的抗疲劳能力。

作为本发明不锈钢螺栓的热镦锻用模具结构的一种改进，所述第一型腔和所述第二型腔的表面均经过TD处理。经过TD处理后的第一型腔和第二型腔的表面硬度达到HV3000之高，相比普通热作模具钢具有更好的耐高温、耐冲击、强度、韧性和抗疲劳强度等力学性能。

作为本发明不锈钢螺栓的热镦锻用模具结构的一种改进，所述第一模壳和所述第二模壳的材质均为热作钢。

作为本发明不锈钢螺栓的热镦锻用模具结构的一种改进，所述第一模芯的材质为热作模具钢，其具体为瑞士DIEVAR 8418高性能热作模具钢。由于热墩段成型的温度达到1000℃以上，因此对模具材料的要求相当高，而该热作模具钢则可以满足该要求。

作为本发明不锈钢螺栓的热镦锻用模具结构的一种改进，包覆于所述第二模芯的外表面的所述开口C型套环的外表面包覆有预应力套。这种结构可以大大缓解模具因受大冲击力而带来的疲劳，排气效果非常好，更有利于产品头部两凸点的成形，不易崩缺、开裂或拉伤，而常规模具采用整体普通热作钢或整体钨钢结构而使得其没有排气效果或者排气效果很差，模具受到大冲击力后模具易崩缺、开裂或拉伤，因此相对于现有的模具而言，本发明可以大大提高模具的使用寿命(一倍以上)。

作为本发明不锈钢螺栓的热镦锻用模具结构的一种改进，所述第二模芯包括与螺栓的头部接触的主模芯和与螺栓的杆部接触的副模芯。