拉伸件模具材料的選擇(沖壓模具材料的性能及使用)
admin今天給各位分享拉伸件模具材料的選擇的知識，其中也會對沖壓模具材料的性能及使用進行分享，希望能對你有所幫助！
本文導讀目錄：
拉伸件模具材料的選擇
拉伸件是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件(拉伸件)的成形加工方法。
沖壓和鍛造同屬塑性加工(或稱壓力加工)，合稱鍛壓。
(1)設計的拉伸件必須滿足產品使用和技術性能，并能便于組裝及修配。
(2)設計的拉伸件必須有利于提高金屬材料的利用率，減少材料的品種和規格，盡可能降低材料的消耗。
在允許的情況下采用價格低廉的材料，盡可能使零件做到無廢料及少廢料沖裁。
沖壓模具材料的性能及使用
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。
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。
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。
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。
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）。
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。
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。
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6873HRC。
11.2.3沖壓模具材料的選用及熱處理要求。
此外還必須考慮工件的厚度、形狀、尺寸大小、精度要求等因素對模具材料選擇的影響。
長期以來，國內薄板沖裁模用鋼為T10A、CrWMn、9Mn2V、Cr12和Cr12MoV等。
其中T10A為碳素工具鋼，有一定強度和韌性。
但耐磨性不高，淬火容易變形及開裂，淬透性差，只適用于工件形狀簡單、尺寸小、數量少的沖裁模具。
T10A碳素工具鋼的熱處理工藝為：760810℃水或油淬，160180℃回火，硬度5962HRC。
CrWMn、9Mn2V是高碳低合金鋼種，淬火操作簡便，淬透性優于碳素工具鋼，變形易控制。
但耐磨性和韌性仍較低，應用于中等批量、工件形狀較復雜的沖裁模具。
CrWMn鋼的熱處理工藝為：淬火溫度820840℃油冷，回火溫度200℃，硬度6062HRC。
9Mn2V鋼的熱處理工藝為：淬火溫度780820℃油冷，回火溫度150200℃，空冷，硬度6062HRC。
注意回火溫度在200300℃范圍有回火脆性和顯著體積膨脹，應予避開。
Cr12型鋼的熱處理工藝選擇取決于模具的使用要求，當模具要求比較小的變形和一定韌性時，可采用低溫淬火、回火（Cr12為950980℃淬火，150200℃回火；Cr12MoV為10201050℃淬火，180200℃回火）。
若要提高模具的使用溫度，改善其淬透性和紅硬性，可采用高溫淬火、回火（Cr12為10001100℃淬火，480500℃回火；Cr12MoV為11101140℃淬火，500520℃回火）。
高鉻鋼在275375℃區域有回火脆性，應予避免。
為了彌補傳統模具鋼種性能的不足，國內開發或引進了以下性能較好的沖壓模具用鋼：。
（1）Cr12Mo1V1（代號D2）鋼為仿美國ASTM標準中的D2鋼引進的鋼種，屬Cr12型鋼。
由于D2鋼中Mo、V含量增加，細化了晶粒，改善了碳化物的分布狀況，因此D2鋼的強韌性（沖擊韌度、抗彎強度、撓度）比Cr12MoV鋼有所提高，耐磨性和抗回火穩定性也比Cr12MoV更高。
用D2鋼制作的沖裁模具壽命要高于Cr12MoV鋼模具。
D2鋼的鍛造性能和熱塑成形性比Cr12MoV鋼略差，機械加工性能和熱處理工藝與Cr12型鋼相似。
（2）Cr6WV鋼為高耐磨微變形高碳中鉻鋼，碳、鉻含量均低于Cr12型鋼，碳化物的分布狀態較Cr12MoV均勻，具有良好的淬透性。
抗彎強度、沖擊韌度優于Cr12MoV，只是耐磨性略低于Cr12型鋼。
用于承受較大沖擊力的高硬度、高耐磨板料沖裁模，其效果好于Cr12型鋼。
鋼的常用熱處理工藝為：淬火溫度9701000℃，一般可熱油或硝鹽分級淬火冷卻，尺寸不大的部件可采取空冷。
淬火后應立即回火，回火溫度℃，硬度5862HRC。
（3）Cr4W2MoV鋼也是高耐磨微變形高碳中鉻鋼，替代Cr12型鋼而研制的鋼種，碳化物均勻性好，耐磨性高于Cr12MoV，適于制作形狀復雜、尺寸精度要求高的沖壓模具，可用于硅鋼片沖裁模。
Cr4W2MoV鋼的熱處理工藝：要求強度、韌性較高時，采用低溫淬火、低溫回火工藝：淬火溫度960980℃，回火溫度280320℃，硬度6062HRC。
要求熱硬性和耐磨性較高時，采用高溫淬火、高溫回火工藝：淬火溫度10201040℃，回火溫度500540℃，硬度6062HRC。
（4）7CrSiMnMoV(代號CH-1)鋼為空淬微變形低合金鋼、火焰淬火鋼，可以利用火焰進行局部淬火，淬硬模具刃口部分。
淬火溫度（8001000℃），具有良好的淬透性和淬硬性（可達60HRC以上），強度和韌性較高，崩刃后能補焊。
可代替CrWMn、Cr12MoV鋼，制作形狀復雜的沖裁模。
CH-1鋼的推薦熱處理工藝：淬火溫度900920℃，油冷，190200℃回火13小時，硬度5862HRC。
（5）6CrNiSiMnMoV(代號GD)鋼為高韌性低合金鋼，淬透性好，空淬變形小，耐磨性較高。
其強韌性顯著高于CrWMn和Cr12MoV鋼，不易崩刃或斷裂。
尤其適用于細長、薄片狀凸模及大型、形狀復雜、薄壁凸凹模。
GD鋼的推薦熱處理工藝：淬火溫度870930℃（900℃最佳），鹽浴爐加熱（45s/mm），油冷或空冷、風冷，175230℃回火2小時，硬度5862HRC。
（6）9Cr6W3Mo2V2(代號GM)鋼為高耐磨高強韌合金鋼，各項工藝性能良好，其耐磨性、強韌性、加工性能均優于Cr12型鋼，能夠用于高速壓力機沖壓下的多工位級進模等精密模具，是較理想的耐磨、精密沖壓模具用鋼。
GM鋼的熱處理工藝：淬火溫度10801120℃，硬度6466HRC。
（7）Cr8MoWV3Si(代號ER5)鋼屬高耐磨高強韌合金鋼，具有較好的電火花加工性能，強度、韌性、耐磨性都優于Cr12型鋼，適用于大型精密沖壓模具。
用于硅鋼片沖裁模，一次刃磨壽命為21萬次，總壽命高達360萬次，是目前合金鋼沖模沖裁硅鋼片的較高壽命水平。
ER5鋼的推薦熱處理工藝：對高耐磨性、高強韌性的模具，采用1150℃淬火，520530℃回火3次；對重載服役條件下的模具，采用11201130℃淬火，550℃回火3次。
楊青青-模具材料及強化技術 第5章，
摩擦磨損較小，當加入某些固態填充料時，磨損加大。
較高的硬度，良好的耐磨性型腔表面硬度3060HRC，淬硬性>55HRC，并有足夠的淬硬層深度，以保證模有足夠長的使用壽命。
較高的強度、韌性和疲勞強度防止模具發生脆斷和塑性變形。
良好的耐熱性塑料模在服役條件下基體組織不發生變化，仍具有高的強韌性，防止模具發生早期斷裂和變形。
好的尺寸穩定性要求模具材料具有足夠的剛度、低的熱膨脹系數、穩定的組織，以保證成形塑料制品的尺寸精度。
良好的導熱性↓模具表面溫度，并使塑料制品在模具中快冷成形。
良好的熱處理工藝性能好的淬透性，小的熱處理變形。
良好的鏡面拋光性能保證塑料制品表面的光潔度。
一般模具型腔的表面粗糙度需比塑料制品高1級。
鏡面拋光性能要求較高的塑料模具鋼，常常采用真空熔煉或真空除氣，以↑純凈度，↓非金屬夾雜，獲得致密、細小且均勻的顯微組織，且硬度也高。
良好的花紋圖案蝕刻性能要求模具鋼材質純凈，組織致密均勻，否則腐蝕或光蝕效果不佳。
那么以上的內容就是關于拉伸件模具材料的選擇的介紹了，沖壓模具材料的性能及使用是小編整理匯總而成，希望能給大家帶來幫助。
發表評論