三角螺钉及三角螺丝的组合凹模设计

　　由于三角螺丝和三角螺钉是在凹模内成形，凹模受到高压、高涨力和强摩擦力的多重作用，模具极易损坏，因此采用组合结构的凹模提高模具的刚度，选用优质的合金材料和特殊的热处理工艺来提高模具的强度和耐磨性，采用合理的几何形状来辟免死区金属的产生。

　　(1)组合凹模的结构及热处理

　　组合凹模由凹模芯和凹模套两部分组成，凹模套选用钢60Si2Mn，热处理硬度为44～48HRC。凹模选用钢W18Cr4V，热处理硬度为62～65HRC。凹模的热处理工艺制度为:1260±10℃(高温淬火)+560℃×1.5h两次回火+氧氮共渗。经氧氮共渗处理后的模具，其组织由内至外依次为:氧化层、渗氮层和富氮区。氧化层的成分为多孔区(Fe3O4)和致密区(α-Fe2O3和FeC3)。多孔区被干粉二硫化钼填充后，能降低摩擦系数，防止发生粘模，提高了模具的抗咬合性能，且多孔区的多孔性能提高了模具表面的散热能力，降低了模具的工作温度。致密区提高了模具的耐磨性。渗氮区是α+γ'相的固溶体，即(Feme)4C、N型弥散碳氮化物组成，使氧氮层具有很高的硬度。经氧氮共渗处理后，模具表面硬度达1100～1200HV，心部硬度达到62～65HRC，且无脆性，有效地解决了模具不耐磨，寿命短等问题。

　　(2)组合凹模的润滑

　　三角螺丝和三角螺钉进行冷挤压加工时，模具凹模必须进行充分润滑，该润滑方式不同于一般的磷化、皂化和油类润滑。由于钛合金材料的特殊性，冷挤压时必须涂以干粉二硫化钼润滑，能有效地消除粘模现象。

　　(3)正确处理模具几何形状，避免死区金属的产生

　　根据三角螺丝和三角螺钉的几何形状知，挤压凹模的入模角为120°，角度偏大，阻力也偏大，在下图A处易出现死区金属。死区金属的出现，会在被挤压零件的表面上出现来自材料内部的没有润滑膜的表裸金属，极易损伤模具和拉伤三角螺丝或三角螺钉。因此在加工冷挤凹模时，必须对A处过渡带进行修正，使其圆滑过渡，并提高其表面粗糙度，便于金属的流动，消除死区金属。

图   挤压凹模的入模角