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常用沖裁模具主要零件材料的性能及熱處理工藝

發(fā)布時(shí)間：2019-08-02 09:59:47點(diǎn)擊率：

【大中小】

一．模具鋼的分類及發(fā)展模具用鋼主要分三大類，冷作模具鋼、熱作模具鋼

、塑料模具鋼

。目前我國(guó)常用的冷作模具鋼仍多是碳素工具鋼（T7A

、T8A

、T10A、T12A）

、低合金工具鋼CrWMn

、高碳高鉻鋼Cr12、Cr12MoV

、高速鋼W18Cr4V

、W6Mo5Cr4V2等傳統(tǒng)的典型鋼種，不過(guò)也引進(jìn)

。研制了多種新的鋼種以適應(yīng)不斷提高的要求

。熱作模具鋼主要用于制造高溫狀態(tài)下進(jìn)行壓力加工的模具，如熱鍛模具

、熱擠壓模具

、壓鑄模具、熱鐓模具等

。隨鍛壓機(jī)械能力的加大

、加工件形狀的復(fù)雜化，尤其是被加工材料加工難度的增大

，如加工鈦合金

、高合金鋼、不銹鋼和耐熱鋼

，模具趨向大型化

、高性能。對(duì)熱作模具用鋼性能的要求也越來(lái)越高

，傳統(tǒng)的熱作模具鋼5CrNiMo和5CrMnMo鋼由于熱強(qiáng)性

、熱穩(wěn)定性較低、易龜裂和塌陷

，使用壽命短

。3Cr2W8V鋼由于鎢含量高、耐熱振性較差

、易熱疲勞

，導(dǎo)致龜裂等缺陷。近年來(lái)

，一些具有較高的熱強(qiáng)性

、高的熱疲勞性和良好的韌性的新型熱作模具鋼相繼問(wèn)世。

二．沖裁模沖裁模具

，是在冷沖壓加工中

，將金屬或非金屬加工成零件或半成品的一種特殊工藝裝備。是沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具

。如落料模

、沖孔模

、切斷模、切口模

、切邊模

、剖切模等。當(dāng)被沖裁加工的材料較硬或變形抗力較大時(shí)

，沖模的凸

、凹模應(yīng)選取耐磨性好、強(qiáng)度高的材料

。而導(dǎo)柱導(dǎo)套則要求耐磨和較好的韌性

，故多采用低碳鋼表面滲碳淬火。又如

，碳素工具鋼的主要不足是淬透性差

，在沖模零件斷面尺寸較大時(shí)，淬火后其中心硬度仍然較低

，但是

，在行程次數(shù)很大的壓床上工作時(shí)，由于它的耐沖擊性好反而成為優(yōu)點(diǎn)

。對(duì)于固定板

、卸料板類零件，不但要有足夠的強(qiáng)度

，而且要求在工作過(guò)程中變形小

。另外，還可以采用冷處理和深冷處理

、真空處理和表面強(qiáng)化的方法提高模具零件的性能

。對(duì)于凸

、凹模工作條件較差的冷擠壓模

，應(yīng)選取有足夠硬度、強(qiáng)度

、韌性

、耐磨性等綜合機(jī)械性能較好的模具鋼，同時(shí)應(yīng)具有一定的紅硬性和熱疲勞強(qiáng)度等

。

所以在制造沖裁模具的材料應(yīng)有一定的選擇

，常用的模具工作部件材料的種類有：碳素工具鋼、低合金工具鋼

、高碳高鉻或中鉻工具鋼

、中碳合金鋼、高速鋼

、基體鋼以及硬質(zhì)合金

、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等等

。

1．碳素工具鋼：在模具中應(yīng)用較多的碳素工具鋼為T8A、T10A等

，優(yōu)點(diǎn)為加工性能好

，價(jià)格便宜。但淬透性和紅硬性差

，熱處理變形大

，承載能力較低。

2.低合金工具鋼：低合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上加入了適量的合金元素

。與碳素工具鋼相比

，減少了淬火變形和開裂傾向，提高了鋼的淬透性

，耐磨性亦較好

。用于制造模具的低合金鋼有 CrWMn、9Mn2V

、7CrSiMnMoV

、6CrNiSiMnMoV等。

3. 高碳高鉻工具鋼：常用的高碳高鉻工具鋼有Cr12和Cr12MoV

、Cr12Mo1V1

，它們具有較好的淬透性、淬硬性和耐磨性

，熱處理變形很小

，為高耐磨微變形模具鋼，承載能力僅次于高速鋼

。但碳化物偏析嚴(yán)重

，必須進(jìn)行反復(fù)鐓拔（軸向鐓、徑向拔）改鍛

，以降低碳化物的不均勻性

，提高使用性能。

4. 高碳中鉻工具鋼：用于模具的高碳中鉻工具鋼有Cr4W2MoV

、Cr6WV

、Cr5MoV等，它們的含鉻量較低

，共晶碳化物少

，碳化物分布均勻，熱處理變形小

，具有良好的淬透性和尺寸穩(wěn)定性

。與碳化物偏析相對(duì)較嚴(yán)重的高碳高鉻鋼相比，性能有所改善

。

5. 高速鋼：高速鋼具有模具鋼中最高的的硬度

、耐磨性和抗壓強(qiáng)度

，承載能力很高。模具中常用的有W18Cr4V和含鎢量較少的W6Mo5 Cr4V2以及為提高韌性開發(fā)的降碳降釩高速鋼 6W6Mo5 Cr4V

。高速鋼也需要改鍛

，以改善其碳化物分布。

6. 基體鋼：在高速鋼的基本成分上添加少量的其它元素

，適當(dāng)增減含碳量

，以改善鋼的性能。這樣的鋼種統(tǒng)稱基體鋼

。它們不僅有高速鋼的特點(diǎn)

，具有一定的耐磨性和硬度，而且抗疲勞強(qiáng)度和韌性均優(yōu)于高速鋼

，為高強(qiáng)韌性冷作模具鋼

，材料成本卻比高速鋼低。模具中常用的基體鋼有 6Cr4W3Mo2VNb

、7Cr7Mo2V2Si

、5Cr4Mo3SiMnVAL等。

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