擠壓沖壓模具,沖壓 模具
本篇文章給大家談?wù)剶D壓沖壓模具,以及沖壓 模具對應(yīng)的知識點(diǎn),希望對各位有所幫助,不要忘了收藏本站喔。
本文目錄概覽:
- 1、沖床模具用什么材料
- 2、沖壓模具由哪幾部分構(gòu)成?
- 3、沖壓模具的分類有哪些
- 4、模具分為哪幾種?
- 5、模具分哪幾種?
- 6、常用的冷沖壓模具材料有哪些,各有什么用途
沖床模具用什么材料
沖床模具是指沖壓模具,沖壓模具用冷作模具鋼。
冷作模具:冷作模具在室溫下工作。冷作模具的成形材料是金屬,如:鐵皮、銅、鋁、不銹鋼、馬口鐵、鍍鋅板等。冷作模具包含五金沖壓模具、拉伸模具、冷鐓模具等。
冷作模具鋼:主要用于制造在冷狀態(tài)(室溫)條件下進(jìn)行壓制成形的模具。如冷沖壓模具、冷拉伸模具、冷墩模具、冷擠壓模具、壓印模具、輥壓模具等。
冷作模具鋼常用鋼種有:Cr12模具鋼、Cr12MoV模具鋼、SKD11模具鋼、D2模具鋼、DC53模具鋼、2379模具鋼、2510模具鋼、DF2模具鋼、SKH-9高速鋼、M2高速鋼、ASP23粉末高速鋼、ASP60粉末高速鋼。
沖壓模具由哪幾部分構(gòu)成?
上模座:利用其將上夾板和上墊板固定,并傳遞壓
力;在導(dǎo)柱的引導(dǎo)下,使上下模能很好的配合
上墊板:墊沖子,防止沖子尾部擠壓傷模座, 增加模具高度.
上夾板:裝夾沖子和內(nèi)導(dǎo)柱.
脫料墊板:支撐入塊,傳力,增加脫料板強(qiáng)度,減緩沖裁力.
脫料板:導(dǎo)正沖子、脫料、壓料.
下模板:提供沖裁產(chǎn)品的沖孔或下料之刃口面.
下墊板:在沖壓中防止因沖壓力過大而增強(qiáng)下模板或下模鑲件(入塊)之強(qiáng)度,落料.
下模座:固定下模板,在主導(dǎo)套的引導(dǎo)下,使上下模很好的配合,落料
沖壓模具的分類有哪些
沖壓模具種類很多,可按以下規(guī)則進(jìn)行分類
一、按沖壓工序分類
1.沖裁工序使用的稱為沖裁模,包括落料模、沖孔模、切斷模、切口模、剖切模、整修模、切邊模和精沖模等。
2.彎曲工序使用的稱為彎曲模,包括壓彎模、拉彎模、扭曲模、卷邊模等。
3.拉深工序使用的稱為拉深模,包括單邊拉深模、雙動(dòng)拉深模和變薄拉深模等。
4.成形工序使用的稱為成形模,包括起伏成形模、翻邊模、整形模、脹形模、縮口模等。
5.體積沖壓工序有壓印模、冷擠壓模。
二、按工序組合分類
1.單工序沖模:在壓力機(jī)的一次行程下,只完成一道工序的沖模。
2.連續(xù)模:連續(xù)模又稱級進(jìn)模。是一種連續(xù)沖壓的模具。在模具的工件部位,分成若干個(gè)等距離工位,條料沿工位連續(xù)沖壓后,便完成各種不同工序的沖壓,到最后工序便可沖出一個(gè)合格的零件或半成品。
3.復(fù)合模:復(fù)合模是利用壓力機(jī)的一次行程,在模具同一位置完成兩道以上工序的沖模。
三、按模具導(dǎo)向形式分類
1.敞開模:無導(dǎo)向的沖模。
2.導(dǎo)柱模:模具上、下模由導(dǎo)柱、導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向。
3.導(dǎo)板模:利用導(dǎo)板進(jìn)行導(dǎo)向的沖模。
四、按模具沖壓時(shí)自動(dòng)化程度分類
可分為手工操作沖模、半自動(dòng)沖模及自動(dòng)沖模。
五、按生產(chǎn)適應(yīng)性分類
沖模根據(jù)生產(chǎn)批量等因素可分為通用模和專用沖模兩種類型。
六、按模具材料分類
可分為金屬?zèng)_模、橡膠沖模、塑料沖模、粉末冶金沖模。
模具分為哪幾種?
在工業(yè)生產(chǎn)中,模具的種類有很多。一般根據(jù)成形材料、成形工藝和成形設(shè)備的不同,模
具可分"沖壓模具"及"型腔模具"兩大類。
1.
沖壓模具:
沖壓模具簡稱沖模,它是將金屬板料或型材作沖壓加工的模具,也可以沖壓一些非金屬板料。其使用的配套成形設(shè)備是壓力機(jī)(沖床)。
在冷沖壓生產(chǎn)中,沖模又分很多種:按工序性質(zhì)不同,可分為沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模、冷擠壓模具等。按工序組合方式,可分為單工序沖模、連續(xù)模和復(fù)合模等。按沖模導(dǎo)向方式,可分為無導(dǎo)向沖模、有導(dǎo)向沖模。按模具使用材料,可分鋼制沖模、鋼板模、硬質(zhì)合金沖模及低熔點(diǎn)合金沖模、鋅基合金沖模、橡膠沖模等。按生產(chǎn)適應(yīng)性,可分為通用沖模、組合沖模、專用沖模等。按機(jī)械化程度,可分為手工操作沖模、半自動(dòng)沖模及自動(dòng)沖模.....等。
2.
型腔模具:
型腔模具是指將金屬或非金屬材料經(jīng)加熱或熔融后,填入模具型腔內(nèi),經(jīng)一定壓力并冷卻后而形成與型腔相應(yīng)形狀的制品零件一種模具。一般可分以下幾種類型:塑料模具,
壓鑄模具,鍛模,粉末冶金模具,橡膠模具,玻璃模具..等。總之,模具主要是在工業(yè)生產(chǎn)中,為適應(yīng)不同類型零件的加工而制做,它是根據(jù)實(shí)際需要而生產(chǎn)的。
模具分哪幾種?
1、冷擠壓模具
冷擠壓模具是指在冷態(tài)下將金屬毛坯放入的模具,型腔內(nèi)在強(qiáng)大的壓力和一定的速度作用下,迫使金屬從模腔中擠出,從而獲得所需形狀、尺寸以及具有一定力學(xué)性能的擠壓件。
2、擠出模具
擠出模具屬于成型模具的一種,只不過出料方式是通過擠出這個(gè)動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)。在鋁異型結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用,也用在塑膠件中。在擠出機(jī)前端,用于做管材,或異型材。
3、壓鑄模具
壓鑄模具是鑄造金屬零部件的一種工具, 一種在專用的壓鑄模鍛機(jī)上完成壓鑄工藝的工具。
4、塑膠模具
塑膠模具是一種用于壓塑、擠塑、注射、吹塑和低發(fā)泡成型的組合式模具的簡稱。模具凸、凹模及輔助成型系統(tǒng)的協(xié)調(diào)變化,可以加工出不同形狀、不同尺寸的一系列塑件。
5、型腔模具
型腔模具又叫凹模,是成型塑件外表面的工作零件,按其結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩類。是生產(chǎn)制造業(yè)的模具術(shù)語,構(gòu)成產(chǎn)品空間的零件稱為成型零件(即模具整體),成型產(chǎn)品外表面的零件稱為型腔模具。
參考資料來源:百度百科-冷擠壓模具
參考資料來源:百度百科-擠出模具
參考資料來源:百度百科-壓鑄模具
參考資料來源:百度百科-塑膠模具
參考資料來源:百度百科-型腔模具
常用的冷沖壓模具材料有哪些,各有什么用途
沖壓模具工作零件材料的要求
沖壓模具工作時(shí)要承受沖擊、振動(dòng)、摩擦、高壓和拉伸、彎扭等負(fù)荷,甚至在較高的溫度下工作(如冷擠壓),工作條件復(fù)雜,易發(fā)生磨損、疲勞、斷裂、變形等現(xiàn)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.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(diǎn)外,為防止模具斷裂或崩刃 ,還應(yīng)具有高的斷裂抗力、較高的抗彎強(qiáng)度和韌性。
2. 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(qiáng)韌性以及較好的切削加工性能,而且熱處理時(shí)變形要小。
3. 冷擠壓模材料 的要求
要求模具工作零件有高的強(qiáng)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(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的升溫,所以還應(yīng)具有一定的耐熱疲勞性和熱硬性
11.2.2 沖壓模具材料的種類及特性
制造沖壓模具的材料有鋼材、硬質(zhì)合金、 鋼結(jié)硬質(zhì)合金、鋅基合金、低熔點(diǎn)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(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(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(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(代號8-4-1)和含鎢量較少的W6Mo5 Cr4V2(代號6-5-4-2,美國牌號為M2)以及為提高韌性開發(fā)的 降碳降釩 高速鋼 6W6Mo5 Cr4V(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(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(代號65Nb)、7Cr7Mo2V2Si(代號LD)、5Cr4Mo3SiMnVAL(代號012AL)等。
7. 硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金
硬質(zhì)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(qiáng)度和韌性差。用作模具的硬質(zhì)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(zhì)合金。對沖擊性大的模具,可選用 含鈷量較高 的硬質(zhì)合金。
鋼結(jié)硬質(zhì)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(zhì)相 ,用粉末冶金方法燒結(jié)而成。鋼結(jié)硬質(zhì)合金 的基體是鋼,克服了硬質(zhì)合金韌性較差、加工困難的缺點(diǎn),可以切削、焊接、鍛造和熱處理。 鋼結(jié)硬質(zhì)合金含有大量的碳化物,雖然硬度和耐磨性低于硬質(zhì)合金,但仍高于其它鋼種,經(jīng)淬火、回火后硬度可達(dá) 68 ~ 73HRC。
11.2.3 沖壓模具材料的選用及熱處理要求
一. 沖裁模具材料的選用及熱處理要求
選用沖裁模具材料應(yīng)考慮工件生產(chǎn)的批量,若批量不大就沒有必要選擇高壽命的模具材料;還應(yīng)考慮被沖工件的材質(zhì),不同材質(zhì)適用的模具材料亦有所不同。對于沖裁模具,耐磨性是決定模具壽命的重要因素,鋼材的耐磨性取決于碳化物等硬質(zhì)點(diǎn)相的狀況和基體的硬度,兩者的硬度越高,碳化物的數(shù)量越多,則耐磨性越好。常用沖壓模具鋼材耐磨性 的劣優(yōu)依次 為碳素工具鋼 — 合金工具鋼 — 基體鋼 — 高碳高鉻鋼 — 高速鋼 — 鋼結(jié) 硬質(zhì)合金 — 硬質(zhì)合金。
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。
1.傳統(tǒng)模具用鋼
長期以來,國內(nèi)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(qiáng)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(shù)量少的沖裁模具。
T10A 碳素工具鋼的熱處理工藝為: 760~810 ℃水或油 淬, 160~180 ℃ 回火,硬度 59~62HRC 。
CrWMn 、 9Mn2V 是高碳低合金鋼種,淬火操作簡便,淬透性優(yōu)于碳素工具鋼,變形易控制。但耐磨性和韌性仍較低,應(yīng)用于中等批量、工件形狀較復(fù)雜的沖裁模具。 CrWMn 鋼的熱處理工藝為:淬火溫度 820~840 ℃ 油冷 ,回火溫度 200 ℃,硬度 60~62HRC 。 9Mn2V 鋼的熱處理工藝為:淬火溫度 780~820 ℃ 油冷 ,回火溫度 150~200 ℃,空冷,硬度 60~62HRC 。注意 回火溫度在 200~300 ℃范圍有回火脆性和顯著體積膨脹,應(yīng)予避開。
Cr12 和 Cr12MoV 為高碳高鉻鋼,耐磨性較高,淬火時(shí)變形很小,淬透性好,可用于大批量生產(chǎn)的模具,如硅鋼片沖裁模。但該類鋼種存在碳化物不均勻性,易產(chǎn)生碳化物偏析,沖裁時(shí)容易出現(xiàn)崩 刃 或斷裂。其中, Cr12 含碳量較高,碳化物分布不均比 Cr12MoV 嚴(yán)重,脆性更大一些。
Cr12 型鋼的熱處理工藝選擇取決于模具的使用要求,當(dāng)模具要求比較小的變形和一定韌性時(shí),可采用低溫淬火、回火( Cr12 為 950~980 ℃淬火, 150~200 ℃回火; Cr12MoV 為 1020~1050 ℃淬火, 180~200 ℃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 1000~1100 ℃淬火, 480~500 ℃回火; Cr12MoV 為 1110~1140 ℃淬火, 500~520 ℃回火 )。
高鉻鋼在 275~375 ℃區(qū)域有回火脆性,應(yīng)予避免。
2.常用模具新鋼種
為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)模具鋼種性能的不足,國內(nèi)開發(fā)或引進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)中的 D2 鋼引進(jìn) 的鋼種,屬 Cr12 型鋼。由于 D2 鋼中 Mo 、 V 含量增加,細(xì)化了晶粒,改善了碳化物的分布狀況,因此 D2 鋼的強(qiáng)韌性(沖擊韌度、抗彎強(qiáng)度、撓度)比 Cr12MoV 鋼有所提高,耐磨性和抗回火穩(wěn)定性也比 Cr12MoV 更高??捎蒙罾涮幚?,提高硬度并改善尺寸穩(wěn)定性。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(jī)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(tài)較 Cr12MoV 均勻,具有良好的淬透性。熱處理變形小,機(jī)械加工性能較好??箯潖?qiáng)度、沖擊韌度優(yōu)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9701 ~ 000℃,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(yīng)立即回火,回火溫度160210 ~ ℃,硬度 58 ~ 62HRC。
( 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(fù)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(qiáng)度、韌性較高時(shí),采用低溫淬火、低溫回火工藝:淬火溫度 960~980 ℃,回火溫度 280~320 ℃,硬度 60~62HRC 。要求熱硬性和耐磨性較高時(shí),采用高溫淬火、高溫回火工藝:淬火溫度 1020~1040 ℃,回火溫度 50 0~540 ℃,硬度 60~62HRC 。
( 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(jìn)行局部淬火,淬硬模具刃口部分。淬火溫度( 800~1000 ℃ ),具有良好的淬透性和 淬硬性 (可達(dá) 60 HRC 以上),強(qiáng)度和韌性較高,崩 刃 后能補(bǔ)焊??纱?CrWMn 、 Cr12MoV 鋼,制作形狀復(fù)雜的沖裁模。 CH-1 鋼的推薦熱處理工藝:淬火溫度 900~920 ℃, 油冷 , 190~200 ℃ 回火 1~3 小時(shí),硬度 58~62 HRC 。
( 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(qiáng)韌性顯著高于CrWMn 和 Cr12MoV 鋼,不易崩刃或斷裂。尤其適用于細(xì)長、薄片狀 凸模及 大型、形狀復(fù)雜、薄壁凸凹模。
GD 鋼的推薦熱處理工藝:淬火溫度 870~930 ℃( 900 ℃ 最佳 ),鹽浴爐加熱( 45s/mm ), 油冷或 空冷、風(fēng)冷 , 175~230 ℃ 回火 2 小時(shí),硬度 58~62 HRC 。由于空冷即可淬硬 ,也可采用火焰加熱淬火。
( 6 ) 9Cr6W3Mo2V2( 代號 GM) 鋼為高耐磨高強(qiáng) 韌 合金鋼,各項(xiàng)工藝性能良好,其耐磨性、強(qiáng)韌性、加工性能均優(yōu)于 Cr12 型鋼,能夠用于高速壓力機(jī)沖壓下的多工位 級進(jìn)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 1080~1120 ℃,硬度 64~66HRC 。 回火溫度 540~560 ℃,回火二次。
( 7 ) Cr8MoWV3Si ( 代號 ER5) 鋼 屬高耐磨高強(qiáng)韌合金鋼,具有較好的電火花加工性能,強(qiáng)度、韌性、耐磨性都優(yōu)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(dá) 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(qiáng)韌性的模具,采用 1150 ℃ 淬火, 520~530 ℃ 回火 3 次; 對重載服役條件下的模具,采用 1120~1130 ℃ 淬火, 550 ℃ 回火 3 次。
3 .硬質(zhì)合金及鋼結(jié)硬質(zhì)合金
當(dāng)工件的批量極大時(shí),可以考慮選用硬度和耐磨性比各類模具鋼種更高的硬質(zhì)合金 或鋼結(jié)硬質(zhì)合金 。用作模具材料的硬質(zhì)合金為 鎢鈷類 ,隨著 含鈷量的增加,韌性及抗彎強(qiáng)度提高而硬度降低。對于承受沖擊力較小的模具,可以選用 含鈷量較低 的 YG10X ;承受沖擊力中等或較大的模具,可以選用含鈷量較高 的 YG15 或 YG20 。硬質(zhì)合金的缺點(diǎn)為韌性較差、難以加工,作為模具的工作部件可以設(shè)計(jì)為鑲拼結(jié)構(gòu)。 鋼結(jié)硬質(zhì)合金的性能介于硬質(zhì)合金和高速鋼之間,能夠機(jī)械加工和熱處理,可以用于制作復(fù)雜的高壽命模具。用作沖裁模 的鋼結(jié)硬質(zhì)合金 有 DT 、 GT35 、 TLMW50 、 GW50 等。
厚板沖裁模具
厚板沖裁模承受的沖壓力高于薄板沖模,為重載沖裁模,易磨損、崩 刃 和斷裂,所以要求模具材料應(yīng)具有高的耐磨性和強(qiáng)韌性。
傳統(tǒng)模具用鋼傳統(tǒng)的重載沖裁模具鋼種主要有 T8A 、 Cr12MoV 、 W18Cr4V 、
W6Mo5 Cr4V2 等。
其中 T8A 為碳素工具鋼,雖然淬透性、韌性比 T10A 鋼有所改善,但易殘存網(wǎng)狀碳化物、熱硬性差,只能用于工件批量較小的中厚沖裁模。 T8A 工具鋼的熱處理工藝為: 790~820 ℃水或油 淬, 160~180 ℃ 回火,硬度 58~61HRC 。
W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2為高速工具鋼,具有很高的硬度、抗壓強(qiáng)度和耐磨性,但韌性較低,工作時(shí)有可能產(chǎn)生崩 刃或斷裂,而且價(jià)格較貴。建議采用低溫淬火、快速加溫淬火等工藝措施來改善其韌性。對于工件批量較大的厚板沖裁模,可以用W18Cr4V、 W6Mo5Cr4V2鋼做 凸 模,Cr12MoV 鋼做凹模 。
W18Cr4V 鋼的推薦熱處理工藝: 1220~1250 ℃ 淬火; 550~570 ℃ 回火 3 次。
W6Mo5Cr4V2 鋼的推薦熱處理工藝: 1160~1200 ℃ 淬火 : 550~570 ℃ 回火 3 次。
3. 常用模具新鋼種
為了克服高速工具鋼的缺點(diǎn),提高使用壽命,重載沖裁模具可選用 降碳降釩 高速鋼6 W6Mo5 Cr4V(6W6)和以高速鋼成分為基礎(chǔ),添加少量的其它元素構(gòu)成的高強(qiáng)韌性模具鋼 — 基體鋼,如 65Nb鋼、LD鋼、012AL鋼、CG-2 鋼等等 。
( 1)6 W6Mo5 Cr4V (6W6)鋼 為高強(qiáng)韌性高速鋼,由于降低了碳化物的含量和分布均勻性,使其在保持硬度和耐磨性的同時(shí),抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性和塑性都有顯著提高,雖然耐磨性略低,仍可用低溫 氮碳共滲提高 表面硬度和耐磨性。其熱處理工藝和高速鋼W6Mo5Cr4V2相似。
( 2 ) 6Cr4W3Mo2VNb (65Nb) 鋼 65Nb 鋼取自 W6Mo5CrV2 鋼正常 淬火后的基本成分,碳含量比高速鋼低,碳質(zhì)量 分?jǐn)?shù) 的中限為 0.65% ,故名 65Nb 。各合金元素在鋼中的作用和在高速鋼中相似, 另加入 3% 的 Nb 可形成高穩(wěn)定性的碳化物 NbC ,能有效阻止奧氏體晶粒長大,改善鋼的力學(xué)性能和工藝性能。這種鋼具有較好的耐磨性和較強(qiáng)的高溫韌性,可以代替 Cr12MoV 、 W18Cr4V 鋼,用于重載沖裁模和冷擠壓模、 冷鐓模 。
65Nb 鋼鍛造和退火工藝性能良好,熱處理溫度范圍寬,淬火溫度可以在 1080~1180 ℃,回火溫度在 520~600 ℃之間選擇。當(dāng)采用比 W6Mo5CrV2 鋼正常 淬火溫度低的溫度淬火后,其組織 為在碳含量 較低的馬氏體基體上均勻 分布有細(xì)粒狀未溶碳化物。通過熱處理參數(shù)的調(diào)整,可以得到不同的強(qiáng)度、韌性、耐磨性配合,以適合不同模具的性能要求。 65Nb 鋼的熱處理工藝: 1080~1180 ℃鹽浴爐加熱( 15~20s/mm )油 淬, 520~560 ℃ 回火 2 次,硬度 57~63 HRC 。
( 3 ) 7Cr7Mo2V2Si (LD) 鋼 LD 鋼含碳、 含鈷量高于 65Nb ,含釩量也較高。 釩可細(xì)化 晶粒,提高耐磨性。因此其抗壓、抗彎強(qiáng)度和耐磨性均高于 65Nb 由于具有良好的強(qiáng)韌性和耐磨性,因而適于制造各種重載模具。
LD 鋼的推薦熱處理工藝: 850 ℃預(yù)熱, 1100~1150 ℃ 淬火; 油冷后 530~570 ℃ 回火 2~3 次,每次 1~2 小時(shí),硬度 57~63 HRC 。
( 4 ) 5Cr4Mo3SiMnVAL (012AL) 鋼 012AL 鋼中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.3~0.7% 的鋁,目的是為了細(xì)化晶粒,提高鋼的沖擊韌性和熱加工塑性,加 Si 則為了強(qiáng)化基體。 012AL 鋼強(qiáng)韌性高,綜合性能好,通用性強(qiáng),是冷、熱兼用型模具鋼。其抗彎強(qiáng)度及撓度高于 W18Cr4V 高速鋼,代替高速鋼作模具時(shí)很少發(fā)生折斷現(xiàn)象。可以用作中厚板料沖裁模具和 各類冷 、熱作模具。
012AL 鋼的推薦熱處理工藝: 1090~1120 ℃鹽浴爐加熱( 30s/mm )油 淬, 510 ℃ 回火 2 次, 每次油冷 2 小時(shí) ,硬度 60~62 HRC 。
( 5 ) 6Cr4Mo3Ni2WV(CG-2) 鋼 CG-2 鋼在成分中加 Ni ,強(qiáng)化了基體,改善了韌性和高溫性能。同時(shí)增加 Mo 減少 W ,以降低碳化物的偏析。 CG-2 鋼具有高的強(qiáng)度和強(qiáng)韌性,在熱處理到高硬度時(shí)仍能維持良好的韌性,較好地解決了高硬度與韌性的合理配合。但鍛造塑性較差,退火后硬度偏高。亦可用作中厚板料沖裁模具和 各類冷 、熱作模具。
CG-2 鋼的熱處理工藝:淬火溫度 1100~1140 ℃加熱( 20s/mm ), 油冷 , 540 ℃ 回火 2 次,每次 2 小時(shí),空冷,硬度 60~62 HRC 。
二. 拉深模具材料的選用及熱處理要求
表 11.2.1 各種板料適用的 拉深模材料
由于拉深模具的失效主要為粘附磨損和磨粒磨損,并以粘附磨損為主。因此選用的模具材料必須具有較高的耐磨性和抗粘附性能,以及足夠的強(qiáng)度。按被拉深材料 考慮適用的拉 深模材料 可以參考表 11-1 。選用時(shí)還應(yīng)考慮被拉深材料的板料厚度、 拉深件的 尺寸形狀以及生產(chǎn)批量的大小等因素。
(一) 輕載拉深(拉深薄鋼板和 銅、 鋁合金)時(shí)的模具材料
生產(chǎn)批量較小時(shí),對于形狀簡單的筒形 淺拉深件 ,可選用 T8 、 T10 鋼; 對于形狀復(fù)雜的中小型件,選用 CrWMn 、 9Mn2V 。
中批量生產(chǎn)或生產(chǎn)批量較大時(shí),選用 Cr12MoV 。
生產(chǎn)批量很大時(shí),選用硬質(zhì)合金 或鋼結(jié)硬質(zhì)合金 。
(二)重載拉深(拉深厚鋼板、反拉深、變薄拉深)時(shí)的模具材料
生產(chǎn)批量較小時(shí),可選用 T10 、 CrWMn 。
生產(chǎn)批量較大時(shí),選用 Cr12MoV 以及 GM 鋼。 GM 鋼的強(qiáng)度和韌性高于高速鋼、 Cr12MoV ;抗粘附磨損和磨粒磨損能力明顯優(yōu)于基體鋼和 Cr12MoV ,在拉 深模方面 已得到較好應(yīng)用。
生產(chǎn)批量很大時(shí),考慮選用硬質(zhì)合金 或鋼結(jié)硬質(zhì)合金 。
(三)拉深不銹鋼、 高鎳合金鋼 、耐熱鋼板的模具材料
拉深這類材料時(shí),容易發(fā)生粘附和拉毛,首選模具材料為鋁青銅。
生產(chǎn)批量較小時(shí),可選用鋁青銅、 T10A (鍍硬鉻,注意采用鍍硬鉻工藝時(shí)鍍層不能太厚,以防拉深時(shí)剝落)。
生產(chǎn)批量較大時(shí),選用鋁青銅、 Cr12MoV 、 Cr12Mo1V1 (表面滲氮)。
生產(chǎn)批量很大時(shí),選用硬質(zhì)合金。
(四)大型 拉深件 、汽車覆蓋件的拉深模具材料
可以選用合金鑄鐵或高強(qiáng)度球墨鑄鐵。球墨鑄鐵能夠浸入潤滑油,組織中的石墨具有自潤滑作用,能有效地減輕拉深中的摩擦,而且成本較低、容易加工。
高強(qiáng)度球墨鑄鐵可以采用雙介質(zhì)延遲冷卻馬氏體等溫淬火,以獲得較高的強(qiáng)度和韌性,硬度為 55~58 HRC 。先將模具緩慢預(yù)熱后再加熱至 880~900 ℃,保溫后先空氣預(yù)冷,然后鹽水 淬冷至 550 ℃左右即轉(zhuǎn)入 油冷,當(dāng)模溫 降至 250 ℃左右,放入 180~200 ℃的熱油中等溫保持 2~3 小時(shí),再將油溫降至 170 ℃左右等溫 5~7 小時(shí),最后轉(zhuǎn)入空冷。
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