為何SKD-11材製成之沖壓模板,經淬硬後,以鎯頭稍微敲擊,即凹陷,問是何種原因產生?
案由背景詳述:
新北市某家特殊鋼公司的經理來電詢問,有家直接用戶,向他們公司購買一批SKD-11材,尺寸長寬250mmX450mm,厚度25mm、30mm、40mm、60mm不等合計二十件,經機加工的鑽孔、攻牙後,送熱處理硬化,回廠後再經平面研磨,接續進行線切割加工再進行組模,最後上線進行沖壓,在極短時間即發現產出物起毛邊,將模具拆下檢視,在刀口處已發生異常磨耗和鉚凹。客戶以鎯頭敲擊模面中心,立即發生鉚凹,客戶再以同樣的力道敲擊先前使用過的舊模具,卻沒有鉚凹發生,因此認定是材料或熱處理製程出問題,因此提出,若是那一方出問題必須承擔所有費用。
經理將不良模具帶回,經硬度測試還是有58度HRC,是介於客戶硬度要求58度~60度HRC的下限,是在可接受範圍,那為何模具在極短時間即產生磨耗?又為何舊模具以鎯頭敲擊不會鉚凹?本案不良模具以鎯頭敲擊即產生鉚凹?到底問題出在那裏?是材質問題還是熱處理製程出問題?
不良原因分析:
本案不良品並未說明厚度尺寸,依李經理描述推演應是沖壓模具之下模,硬度經測試還是在標準值範圍,為何模具刀口在短時間內即發生鉚凹,產出物起毛邊問題?以過去經驗推演,引起提早起毛邊的參數是:模具硬度不足、上下模間隙過大,刀口端面粗度不佳,以上三種原因都會讓產出物起毛邊。因為沒有實物檢測無法做出驗證。
為何硬度實測值HRC58度以鎯頭敲擊即刻產生鉚凹?如此的檢測方式,實在不夠科學,因為以人手搥擊的力道根本無法控制,若是以此方式檢測模具的硬度強度,再以此法搥擊先前舊模具比對硬度及強度差異性,以此法下定論對於對應當事人確實有失公允,也無法令人信服。不過以熱處理專業角度切入,為何硬度值在公差內,但抗壓縮強度不同,也就是在相同硬度下,抗壓縮產生差異;等同於抗鉚凹效果不同,倒是可以熱處理製程進行改善。
改善辦法:
針對SKD-11材以不同熱處理製程達到同樣硬度,卻有不同的抗鉚凹效果做經驗推演。SKD-11材可提高淬火溫度或加快冷卻率皆可達到硬度相同,抗壓縮強度確實可提升。
比方說SKD-11材以1060℃氣淬再施予540℃回火得HRC58度,若是以1030℃氣淬再施予510℃回火得HRC58度,但抗鉚效果1060℃淬火效果較佳。若是以1030℃淬油再施予540℃回火得HRC58度,相較於1030℃氣淬回火510℃得HRC58度,其抗鉚凹效果油淬效果較佳。建議可使用1060℃氣淬再施予510℃回火可得HRC62度或1030℃淬油再施予510℃回火可得HRC62度,以上兩種製程皆可提昇抗鉚凹及模具上線使用壽命。
結論:
本案客訴中客戶以鎯頭搥擊模板,驗證模具材質或熱處理製程是否缺失?此舉不科學也不公允,因此不足採信,致於客戶的疑慮必須以實物進行儀器檢驗,方可下結論。本案僅能以為何兩塊新舊材,在相同硬度下會有不同抗壓縮強度及抗耐磨耗?以熱處理製程,進行經驗推演論訴。
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