模具一般要求比較高硬度比較高用什么材料(模具一般要求比較高硬度比較高用什么材料好)
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那種鋼材導熱好,硬度高,模具上用的
高速鋼

1.概述
高速鋼又名風鋼或鋒鋼,意思是淬火時即使在空氣中冷卻也能硬化,并且很鋒利。它是一種成分復雜的合金鋼,含有鎢、鉬、鉻、釩等碳化物形成元素。合金元素總量達10~25%左右。它在高速切削產生高熱情況下(約500℃)仍能保持高的硬度,HRC能在60以上。這就是高速鋼最主要的特性——紅硬性。而碳素工具鋼經淬火和低溫回火后,在室溫下雖有很高的硬度,但當溫度高于200℃時,硬度便急劇下降,在500℃硬度已降到與退火狀態相似的程度,完全喪失了切削金屬的能力,這就限制了碳素工具鋼制作切削工具用。而高速鋼由于紅硬性好,彌補了碳素工具鋼的致命缺點,可以用來制造切削工具。
高速鋼的熱處理工藝較為復雜,必須經過退火、淬火、回火等一系列過程。退火的目的是消除應力,降低硬度,使顯微組織均勻,便于淬火。退火溫度一般為860~880℃。淬火時由于它的導熱性差一般分兩階段進行。先在800~850℃預熱(以免引起大的熱應力),然后迅速加 熱到淬火溫度1220~1250℃,后油冷。工廠均采用鹽爐加熱。淬火后因內部組織還保留一部分(約30%)殘余奧氏體沒有轉變成馬氏體,影響了高速鋼的性能。為使殘余奧氏體轉變,進一步提高硬度和耐磨性,一般要進行2~3次回火,回火溫度560℃,每次保溫1小時。
(1)生產制造方法:通常采用電爐生產,近來曾采用粉末冶金方法生產高速鋼,使碳化物呈極細小的顆粒均勻地分布在基體上,提高了使用壽命。
(2)用途:用于制造各種切削工具。如車刀、鈷頭、滾刀、機用鋸條及要求高的模具等。
2.主要生產廠
我國大連鋼廠、重慶鋼廠、上海鋼廠是生產高速鋼的主要生產廠。
3.主要進口生產國家
我國主要從日本、俄羅斯、德國、巴西等國進口。
4.種類
有鎢系高速鋼和鉬系高速鋼兩大類。鎢系高速鋼有W18Cr4V,鉬系高速鋼有W6Mo5Cr4V2等。
5.規格和外觀質量
規格主要有圓鋼和方鋼。鋼材的表面要加工良好,不得有肉眼可見的裂紋、折疊、結疤和發紋。冷拔鋼材表面應潔凈、光滑、無夾雜和氧化皮等。
高速鋼是一種含多量碳(C)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釩(V)等元素的高合金鋼,熱處理后具有高熱硬性。當切削溫度高達600℃以上時,硬度仍無明顯下降,用其制造的刀具切削速度可達每分鐘60米以上,而得其名。高速鋼按化學成分可分為普通高速鋼及高性能高速鋼,按制造工藝可分為熔煉高速鋼及粉末冶金高速鋼。
普通高速鋼
圖一: 高速鋼是制造形狀復雜、磨削困難的刀具的主要材料。
普通高速鋼可滿足一般需求。常見的普通高速鋼有兩種,鎢系高速鋼和鎢鉬系高速鋼。
鎢系高速鋼
典型牌號為W18Cr4V,熱處理硬度可達63-66HRC,抗彎強度可達3500MPa,可磨性好。
鎢鉬系高速鋼
典型牌號為W6Mo5Cr4V2,目前正在取代鎢系高速鋼,具有碳化物細小分布均勻,耐磨性高,成本低等一系列優點。熱處理硬度同上,抗彎強度達4700MPa,韌性及熱塑性比w18Cr4V提高50%。常用于制造各種工具,例如鉆頭、絲錐、銑刀、鉸刀、拉刀、齒輪刀具等,可以滿足加工一般工程材料的要求。只是它的脫碳敏感性稍強。
另一牌號的普通高速鋼為W9Mo3Cr4V,這是中國近幾年發展起來的新品種。強度及熱塑性略高于W6Mo5Cr4V2,硬度為HRC63-64,與韌性相配合,容易軋制、鍛造,熱處理工藝范圍寬,脫碳敏感性小,成本更低。這三個牌號的普通高速鋼在中國市場的比例分別為:W18Cr4V,16.5%;W6Mo5Cr4V2,69%;W9Mo3Cr4V,11%。
高性能高速鋼
高性能高速鋼具有更好的硬度和熱硬性,這是通過改變高速鋼的化學成分,提高性能而發展起來的新品種。它具有更高的硬度、熱硬性,切削溫度達攝氏650度時,硬度仍可保持在60HRC以上。耐用性為普通高速鋼的1.5-3倍,適用于制造加工高溫合金、不銹鋼、鈦合金、高強度鋼等難加工材料的刀具。
主要品種有4種,分別為高碳系高速鋼、高釩系高速鋼、含鈷系高速鋼和鋁高速鋼。
高碳系高速鋼
牌號為9w18Cr4V,因含碳量高(0.9%),故硬度、耐磨性及熱硬性都比較好。用其制造的刀具在切削不銹鋼、耐熱合金等難加工材料時,壽命顯著提高,但其抗彎強度為3000MPa,沖擊韌性較低,熱處理工藝要求嚴格。
高釩系高速鋼
牌號有W12Cr4V4Mo及W6Mo5Cr4V3(美國牌號M3),含釩量達3-4%,使耐磨性大大提高,但隨之帶來的是可磨性變差。高釩系高速鋼的使用及發展還需要依賴于磨削工藝及砂輪技術的發展。
鈷高速鋼
牌號有W2Mo9Cr4VCo8(美國牌號M42)。其特點為:含釩量不高(1%),含鈷量高(8%),鈷能促使碳化物在淬火加熱時更多地溶解在基體內,利用高的基體硬度來提高耐磨性。這種高速鋼硬度、熱硬性、耐磨性及可磨性都很好。熱處理硬度可達67-70HRC,但也有采取特殊熱處理方法,得到67-68HRC硬度,使其切削性能(特別是間斷切削)得到改善,提高沖擊韌性。鈷高速鋼可制成各種刀具,用于切削難加工材料效果很好,又因其磨削性能好,可制成復雜刀具,國際上用得很普遍。但中國鈷資源缺乏,鈷高速鋼價格昂貴,約為普通高速鋼的5-8倍。
鋁高速鋼
牌號為W6Mo5Cr4V2Al、W6Mo5Cr4V5SiNbAl等,主要加入鋁(Al)和硅(Si)、鈮(Nb)元素,來提高熱硬性、耐磨性。適合中國資源情況,價格較低。熱處理硬度可達到68HRC,熱硬性也不錯。但是這種鋼易氧化及脫碳,可塑性、可磨性稍差,仍需改進。國際市場上高性能高速鋼使用量已經超過普通高速鋼25-30%。
本站注:按照通常的國際標準,只有含鈷量在2%以上的高速鋼才稱為高性能高速鋼,代號為HSS-E。其它如鋁高速鋼等,雖然性能較普通高速鋼有所提高,但尚未有證據表明可以達到鈷高速鋼的同等性能。
粉末冶金高速鋼
圖二:粉末冶金高速鋼及其制品。
近幾年來高速鋼的最大變革就是發展了粉末冶金高速鋼,它的能優于熔煉高速鋼。用高壓氬氣或氮氣霧化熔融高速鋼水,得到細小高速鋼粉末,篩選后為0.4mm以下的顆粒;在真空(0.04Hg)狀態下,密閉燒結達到密度65%;再在1100℃高溫、300MPa高壓下制成密度100%的鋼坯,然后鍛軋成鋼材,這樣有效地解決了熔煉高速鋼在鑄錠時要產生粗大碳化物偏析的問題,而它無論截面多大,其碳化物級別均為一級。碳化物晶粒極細,小于0.002mm,而熔煉高速鋼碳化物晶粒為0.008-0.02mm。
牌號為CPM T15的粉末冶金高速鋼,它的強度、韌性分別是同化學成分的熔煉高速鋼的2倍及2.5倍。盡管含釩量達5%,但由于碳化物晶粒細,可磨性依然很好。高溫熱硬度也比熔煉高速鋼提高0.5-1HRC。
又由于其物理機械性能高度各向同性,淬火變形小。碳化物顆粒均勻分布的表面較大,不易從刀具的切削刃上剝落,小尺寸刀具耐磨性提高1.5-2倍,大尺寸刀具提高20-30%。
粉末冶金高速鋼具有良好的力學性能,適合制造:間斷切削條件下易崩刃的刀具、強度高而切削刃又必須鋒利的刀具,如插齒刀、滾刀、銑刀,高壓動載荷下使用的刀具。
它的碳化物偏析小,晶粒細,可磨性好,適合制造:大尺寸刀具、精密刀具、復雜刀具。這類材料的高溫熱硬度高,又適合制造難加工材料所用的刀具,確實是面面俱到。
粉末冶金高速鋼生產過程較復雜,造價較高。中國鋼廠提供的品種較少,市場用量也很少。國際上著名鋼廠如美國Crucible公司已可提供近二十種粉末冶金高速鋼,日本神戶制鋼所、日立金屬公司均可提供近十種粉末冶金高速鋼,供應量也在迅速增長。日本著名的OSG公司用粉末冶金高速鋼制造了鉆頭、銑刀、絲錐,NACHI公司制造了滾刀、插齒刀、剃齒刀。有理由相信技術性能高的粉末冶金高速鋼將會得到更廣泛的應用,為金屬加工業帶來新的發展。
擠壓模具的常用材質是什么?
擠壓模具常用材質是合金鋼材,主要成分是鎢,鎢是一種具有硬度高,熔點高,常溫下不受空氣侵蝕的金屬,擠壓模具常在高溫高壓的環境下作業,也必須具有這樣的屬性。
模具鋼
現在國內普遍使有的模具鋼是H13,也有些高成本的使用日產的模具進口鋼,但價格不菲,除非有特殊需要。
模具一般用什么材料做的
有五金和塑膠。
五金模具分為:包括沖壓模 ( 如沖裁模具、彎曲模具、拉深模具、翻孔模具、縮孔模具、起伏模具、脹形模具、整形模具等)、鍛模(如模鍛模、鐓鍛模等)、擠壓模具、擠出模具、壓鑄模具、鍛造模具等;
非金屬模具分為:塑料模具、無機非金屬模具、砂型模具、真空模具和石蠟模具等。
擴展資料
模具基本特點:
(1) 加工精度要求高
一副模具一般是由凹模、凸模和模架組成,有些還可能是多件拼合模塊。于是上、下模的組合,鑲塊與型腔的組合,模塊之間的拼合均要求有很高的加工精度。精密模具的尺寸精度往往達m級。
(2) 形面復雜
有些產品如汽車覆蓋件、飛機零件、玩具、家用電器,其形狀的表面是由多種曲面組合而成,因此,模具型腔面就很復雜。有些曲面必須用數學計算方法進行處理。
(3) 批量小
模具的生產不是大批量成批生產,在很多情況下往往只生產一付。
(4) 工序多
模具加工中總要用到銑、鏜、鉆、鉸和攻螺紋等多種工序。
(5) 重復性投產
模具的使用是有壽命的。當一付模具的使用超過其壽命時,就要更換新的模具,所以模具的生產往往有重復性。
參考資料來源:百度百科--模具
冷沖模具綱韌性好,硬度高的是哪種綱材
冷沖模具鋼韌性好,硬度高的是8566模具鋼。除了8566模具鋼,還有LD,YXR33,CALDIE,DC53,SKH-51。
1)其中DC53模具鋼的價格相對實惠。
2)耐磨性和DC53差不多,抗崩裂性能比DC53好的模具鋼有LD,CALDIE,這也是比較常見模具鋼。LD模具鋼價格實惠,但熱處理工藝不好把控,因此品質不穩定,市場反應不太好,這也是LD模具鋼使用范圍不廣泛的關鍵原因。
3)SKH-51是高速鋼,耐磨性比DC53好,抗崩裂性能比DC53差。
4)8566模具鋼韌性是SKH-51高速鋼的4倍,D2的2倍。沖頭料用8566模具鋼,不會崩裂。8566使用硬度HRC58-60,耐磨性足夠。
8566模具鋼抗崩裂性能比LD,YXR33,CALDIE,DC53,SKH-51好。沖壓厚板,或有硬度的不銹鋼,65錳鋼,沖頭料不會崩裂。8566模具鋼可以解決DC53無法解決的崩裂問題。
5)YXR33紅硬性好,耐磨性和抗崩裂性能綜合得比較好。但價格貴,熱處理時間久。
沖壓模具通常用什么材料
制造沖壓模具的材料有鋼材、硬質合金、鋼結硬質合金、鋅基合金、低熔點合金、鋁青銅、高分子材料等等。目前制造沖壓模具的材料絕大部分以鋼材為主,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、鋼結硬質合金等等。具體介紹如下:
1、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。
2、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(代號CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代號GD)等。
3、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。
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。
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。
7、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。
鋼結硬質合金是以鐵粉加入少量的合金元素粉末(如鉻、鉬、鎢、釩等)做粘合劑,以碳化鈦或碳化鎢為硬質相,用粉末冶金方法燒結而成。鋼結硬質合金的基體是鋼,克服了硬質合金韌性較差、加工困難的缺點,可以切削、焊接、鍛造和熱處理。鋼結硬質合金含有大量的碳化物,雖然硬度和耐磨性低于硬質合金,但仍高于其它鋼種,經淬火、回火后硬度可達68~73HRC。
【拓展資料】
一、沖壓模具的一般組成及作用:
1、上下托板、上下墊腳、上下模座:一般用A3、Q235等“軟料”做成,起支撐整個模具、方便架模、落料等作用。
2、上、下模板:上、下模板起固定刀口、入塊、入子、頂料銷等作用,外定位、內定位、浮升引導銷、兩用銷、導料板、浮塊這些也是固定在下模板上的,下模板硬度要求必須在HRC58~62左右,硬度太低會影響沖裁質量。厚度一般為25~40mm。有的刀口直接割在模板上的,即在模板上直接挖刀口,這樣做的話如果刀口缺了、打崩了、磨損了、有毛邊就不好修模。
還有一種做法是挖入塊,即把刀口挖在一個入塊上(該入塊習慣稱為“下模刀口”),然后再把下模刀口裝入下模板里面。高度要保證和下模板一樣高,誤差要在正負1~2條之內,最好正負0、005mm以內,一般磨床師傅或鉗工師傅都可以達到。太多會把產品打出印子(模印)。
3、上、下墊板:墊板一般用Cr12制成。根據需要,每套模具的上下墊板厚度都不一樣,看沖裁力,如果沖的孔少的話,上下墊板可以適當做薄一點8~10mm即可,如果沖孔比較多的話,就要適當做厚一點,一般17~20mm左右。下墊板上主要是落料孔、彈簧過孔、螺絲過孔、導柱透氣孔等。
4、上、下夾板:上下夾板主要起固定凸模、沖頭、導柱之用,一般17~20mm即可。沖壓模具夾板的材料硬度一般不需要特別高,一般用軟料即可,但是太軟了也不行,有可能會把沖頭的掛臺直接拉到夾板里面去,把夾板拉壞。所以設計沖壓模具,要從所要總裁的工件的沖裁工藝來考慮其模具的結構、模具材料的選材,所選沖床的噸位,沖裁間隙的大小等等,才能使加工完的工件毛刺更小,延長模具的使用壽命。
5、止擋板、脫料板:止擋板用Cr12即可,但脫料板必須使用硬料如Cr12Mov。止擋板和脫料板是通過M6或M8螺絲打合銷然后鎖在一起的,止擋板上面主要是一些過孔,沖頭過孔、導柱過孔等。脫料板主要起脫料、壓料、導正沖頭等作用。
一般我們使用脫料板來導正凸模、導柱、沖頭。生產鋁料的話因為鋁屑容易跳進脫料板里面,把沖頭拉毛、或卡住沖頭、把沖頭拉斷、拉出脫料板等,所以必須使用止擋板來導正沖頭,而脫料板單邊適當放大10~20條;或脫料板做兩節的,上面一節用來導正、下面一節同樣是單邊放大10~20條。止擋板一般厚度8~17毫米,也是根據沖孔的多少、所要受到的力的大小來看的;脫料板一般厚度20~25mm。
6、凹模、凸模:也稱沖頭或刀口,是用來把多余的材料沖掉、切掉,或切開、刺破、拉伸。如:拉伸沖頭、折彎沖頭、滑塊的插刀、打沙拉沖頭、打凸包沖頭、抽芽沖、鉚合模的鉚合沖頭等等。。凹模凸模的材料需要的硬度較高,常用的凹模凸模材料有:Cr12Mo1v1、Cr12Mov、Skd-51、Skd-11、W6Mo5Cr4V2(鎢鋼)等。
【擴展資料】
相關專業術語解釋:
挖:做模具人習慣稱呼,是指線切割框口的意思。比如:挖刀口、挖入塊等。
軟料:在沖壓模具中,是指硬度在HRC35左右、硬度比較低的模具鋼,如45#鋼、A3、Q235等。用硬度稍微高一點的東西在上面敲一下,就能敲出個坑出來,這種材料很軟、所以習慣稱為“軟料”,因為它的抗震性能比較好,一般用來制作沖壓模具的上下托板、上下墊腳、上下模座。
硬料:在沖壓模具中,是指硬度(熱處理后)在HRC58~62左右或以上的模具鋼料,如:Cr12、Cr12Mo1v1、Cr12Mov、Skd-51、Skd-11、W6Mo5Cr4V2(鎢鋼),這些鋼料硬度很高(但是也比較脆,稍微不注意有可能就被你搞崩掉一塊,55),一般用來做沖壓模具的刀口、沖頭或其它要求硬度較高的零件。
參考資料:
沖壓模具-百度百科:沖壓模具-百度百科
制作模具,一般是使用什么材料?
摘要:通過對汽車模具設計標準的研究,介紹了幾種常用模具材料的使用性能,以及模具材料的成本、使用壽命等的比對。結果表明,合理的選用模具的材料,會降低成本、縮短制造周期、方便維修、減少鉗工勞動強度。
模具是沖壓生產的關鍵工藝裝備,隨著模具行業的不斷發展,模具在兵器工業、機械工業及日用品的生產中應用越來越廣泛。我國的模具行業已步入了高速發展時期,但模具的制造水平和使用性能與世界上發達國家相比,還有很大的差距。
現代汽車90%以上的白車身零件,都靠沖壓模具實現大批量生產。
根據汽車冷沖模具的使用壽命要求:在正常使用、維修狀態下,能多批次、小批量生產出50萬輛合格零件。故模具材料的性能、質量對模具的使用壽命有極大的影響。因此,模具材料的研究和開發,一直受到模具鋼生產廠商的重視,并得到了迅速的發展。
1.模具材料的現狀
近年來,我國模具鋼生產技術發展較快,用于制造冷沖壓模具材料主要分為以下幾類:
(1)高碳低合金冷作模具鋼,如:9SiCr、7CrSiMnMoV、8Cr2MnWMoVS等。
(2)抗磨損冷作模具鋼,如:6Cr4W3Mo2VNb、Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1等。
(3)抗沖擊冷作模具鋼,如:4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si等。
(4)冷作模具用高速鋼,如:W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N、W9Mo3Cr4V等。
2.汽車模具材料的使用性能
(1)沖裁模材料的使用要求
對于薄板沖裁模具的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、韌性。
(2)拉延、整形模材料的使用要求
要求模具工作零件材料具有高的耐磨性和硬度、一定的強韌性以及較好的切削加工性能、良好的抗粘附性(抗咬合性),而且熱處理時變形要小。
根據汽車廠生產沖壓件的模具現狀,汽車模具主要采用的材料為:鉬鉻鑄鐵、Cr12MoV、鑄態空冷鋼。
鉬鉻鑄鐵:屬于鎳硬白口鑄鐵系中高鉻白口鑄鐵的一種,由于其共晶組織由一種M7C3型碳化物和奧氏體其它轉變物組成,其基體退火成馬氏體后能表現出很高的耐磨性,同時其含有的鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性、錳能顯著提高韌性,而且鉬能使鋼的晶粒細化,提高淬透性。其熱處理的方法為表面淬火,大量節省熱處理時間,淬火后硬度HRC50
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