要做出好的沖壓模具,應該用什么材料?

日期: 2020-10-18  來源:  點擊數:  

沖壓模具材料的特性與種類


沖壓模具制造的材料包含有鋼材、鋼結硬質合金、硬質合金、鋅基合金、高分子材料、鋁青銅、高低熔點合金等等?,F制造沖壓模具的材料絕大部分都以鋼材為主,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、基體鋼以及硬質合金、鋼結硬質合金等。



1.低合金工具鋼


低合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎上加入了適量的合金元素。與碳素工具鋼相比,減少了開裂傾向和淬火變形,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(代號CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代號GD)等。


2.碳素工具鋼


在模具中應用較多的碳素工具鋼為T8A、T10A等,優點為加工性能好,價格便宜。但淬透性和紅硬性差,熱處理變形大,承載能力較低。


3.高速鋼


高速鋼具有模具鋼中最高的的硬度、耐磨性和抗壓強度,承載能力很高。模具中常用的有W18Cr4V(代號8-4-1)和含鎢量較少的W6Mo5Cr4V2(代號6-5-4-2,美國牌號為M2)以及為提高韌性開發的降碳降釩高速鋼6W6Mo5Cr4V(代號6W6或稱低碳M2)。高速鋼也需要改鍛,以改善其碳化物分布。


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定性。與碳化物偏析相對較嚴重的高碳高鉻鋼相比,性能有所改善。


5.高碳高鉻工具鋼


常用的高碳高鉻工具鋼有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1(代號D2),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。但碳化物偏析嚴重,必須進行反復鐓拔(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。


6.硬質合金和鋼結硬質合金


硬質合金的硬度和耐磨性高于其它任何種類的模具鋼,但抗彎強度和韌性差。用作模具的硬質合金是鎢鈷類,對沖擊性小而耐磨性要求高的模具,可選用含鈷量較低的硬質合金。對沖擊性大的模具,可選用含鈷量較高的硬質合金。參考閱讀《干貨:合金元素在模具鋼中的作用


7.基體鋼


在高速鋼的基本成分上添加少量的其它元素,適當增減含碳量,以改善鋼的性能。這樣的鋼種統稱基體鋼。它們不僅有高速鋼的特點,具有一定的耐磨性和硬度,而且抗疲勞強度和韌性均優于高速鋼,為高強韌性冷作模具鋼,材料成本卻比高速鋼低。模具中常用的基體鋼有6Cr4W3Mo2VNb(代號65Nb)、7Cr7Mo2V2Si(代號LD)、5Cr4Mo3SiMnVAL(代號012AL)等。


沖壓模具工作零件材料的需求


沖壓模具進行中要承受振動、沖擊、摩擦、高壓和拉伸、彎扭等負荷,還要在較高的溫度下工作(如冷擠壓),工作條件尤為復雜,易發生磨損、疲勞、斷裂、變形等現象。因此,對模具工作零件材料的要求比普通零件高。由于各類沖壓模具的工作條件不同,所以對模具工作零件材料的要求也有所差異。


1.冷擠壓模材料的要求


要求模具工作零件有高的強度和硬度、高耐磨性,為避免沖擊折斷,還要求有一定的韌性。由于擠壓時會產生較大的升溫,所以還應具有一定的耐熱疲勞性和熱硬性。


2.沖裁模材料的要求


對于薄板沖裁模具的工作零件用材要求具有高的耐磨性和硬度,而對厚板沖裁模除了要求具有高的耐磨性、抗壓屈服點外,為防止模具斷裂或崩刃,還應具有高的斷裂抗力、較高的抗彎強度和韌性。



3.拉深模材料的要求


要求模具工作零件材料具有良好的抗粘附性(抗咬合性)、高的耐磨性和硬度、一定的強韌性以及較好的切削加工性能,而且熱處理時變形要小。


總結:


所以,在幾乎所有的模具失敗因素中,模具的材料選用和熱處理約有70%的比例,成為模具壽命長短的主要因素。因此,在模具的整個設計制造過程中,模具材料的選擇和熱處理技術是否合適顯得尤其重要。


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