本篇文章給大家談?wù)剶D壓模具的材料選擇原則，以及擠壓模具制造工藝流程對應(yīng)的知識點(diǎn)，希望對各位有所幫助。

擠壓模具的常用材質(zhì)是什么？

擠壓模具常用材質(zhì)是合金鋼材，主要成分是鎢，鎢是一種具有硬度高，熔點(diǎn)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(huán)境下作業(yè)，也必須具有這樣的屬性。

模具鋼

現(xiàn)在國內(nèi)普遍使有的模具鋼是H13，也有些高成本的使用日產(chǎn)的模具進(jìn)口鋼，但價(jià)格不菲，除非有特殊需要。

鋁型材擠壓模具設(shè)計(jì)的八大要點(diǎn)

一、鋁型材的尺寸及偏差

鋁型材的尺寸及偏差是由擠壓模具、擠壓設(shè)備和其他有關(guān)工藝因素決定的。

二、選擇正確的鋁擠壓機(jī)噸位

選擇擠壓機(jī)噸位主要是根據(jù)擠壓比來確定。如果擠壓比低于10，鋁型材產(chǎn)品機(jī)械性能低;如果擠壓比過高，鋁型材產(chǎn)品很容易出現(xiàn)表面粗糙以及角度偏差等缺陷。實(shí)心鋁型材常推薦擠壓比在30左右，空心鋁型材則在45左右。

三、擠壓模具外形確定

擠壓模具的外形尺寸是指擠壓模具的外圓直徑和厚度。擠壓模具的外形尺寸由型材截面的大小、重量和強(qiáng)度來確定。

四、擠壓模具模孔尺寸的確定

對于壁厚差很大的鋁型材，難成形的薄壁部分及邊緣尖角區(qū)應(yīng)適當(dāng)加大尺寸;而對于寬厚比大的扁寬薄壁型材及壁板型材的模孔，桁條部分的尺寸可按一般型材設(shè)計(jì)，而腹板厚度的尺寸，除考慮公式所列的因素外，尚需考慮擠壓模具的彈性變形與塑性變形及整體彎曲，距離擠壓筒中心遠(yuǎn)近等因素。

此外，擠壓速度、有無牽引裝置等對?？壮叽缫灿幸欢ǖ挠绊?。

五、合理調(diào)整鋁金屬的流動速度

合理調(diào)整鋁金屬流動速度，就是要盡量保證鋁型材斷面上每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)應(yīng)以相同的速度流出?？?。擠壓模具設(shè)計(jì)時(shí)，盡量采用多孔對稱排列，根據(jù)鋁型材的形狀，各部分壁厚的差異和比周長的不同，及距離擠壓筒中心的遠(yuǎn)近，來設(shè)計(jì)不等長的定徑帶。

一般來說，鋁型材某處的壁厚越薄，周長越大，形狀越復(fù)雜，離擠壓筒中心越遠(yuǎn)，則此處的定徑帶應(yīng)越短。如果當(dāng)用定徑帶仍難于控制鋁金屬流速時(shí)，對于鋁型材斷面形狀特別復(fù)雜、壁厚很薄、離中心很遠(yuǎn)的部分，可采用促流角或?qū)Я襄F來加速鋁金屬流動。而對于那些壁厚大得多的部分或離擠壓筒中心很近的地方，就應(yīng)采用阻礙角進(jìn)行補(bǔ)充阻礙，以減緩此處的`流速。

此外，還可以采用工藝平衡孔，工藝余量或者采用前室模、導(dǎo)流模、改變分流孔的數(shù)目、大小、形狀和位置來調(diào)節(jié)鋁金屬的流速。

六、擠壓模具強(qiáng)度校核

由于鋁型材擠壓時(shí)模具的工作條件很惡劣，所以模具強(qiáng)度是模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的問題。除了合理布置模孔的位置，選擇合適的模具材料，設(shè)計(jì)合理的模具結(jié)構(gòu)和外形之外，精確地計(jì)算擠壓力和校核各危險(xiǎn)斷面的許用強(qiáng)度也是十分重要的。

目前計(jì)算擠壓力的公式很多，但經(jīng)過修正的別爾林公式仍有工程價(jià)值。擠壓力的上限解法，也有較好的適用價(jià)值;用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法計(jì)算擠壓力比較簡便。至于模具強(qiáng)度的校核，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的類型、模具結(jié)構(gòu)等分別進(jìn)行。

一般平面模具只需要校核剪切強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度。舌型模和平面分流模則需要校核抗剪、抗彎和抗壓強(qiáng)度，舌頭和針尖部分還需要考慮抗拉強(qiáng)度等。

強(qiáng)度校核時(shí)的一個(gè)重要的基礎(chǔ)問題是，選擇合適的強(qiáng)度理論公式和比較精確的許用應(yīng)力。近年來，對于特別復(fù)雜的模具，可用有限元法來分析其受力情況與校核強(qiáng)度。

七、合理的工作帶尺寸

確定分流組合模的工作帶，要比確定半模工作帶復(fù)雜得多，不僅要考慮到型材壁厚差，距中心的遠(yuǎn)近，面且必須考慮到模孔被分流橋遮蔽的情況。處于分流橋底下的?？?，由于金屬流進(jìn)困難，工作帶必須考慮減薄些。

在確定工作帶時(shí)，首先要找出在分流橋下型材壁厚最薄處即金屬流動阻力最大的地方，此處的最小工作帶定為壁厚的兩倍;壁厚較厚或金屬容易達(dá)到的地方，工作帶要適當(dāng)考慮加厚，一般按一定的比例關(guān)系，再加上易流動的修正值。

八、模孔空刀結(jié)構(gòu)及尺寸

?？卓盏?，就是?？坠ぷ鲙С隹诙藨冶壑С械慕Y(jié)構(gòu)。當(dāng)鋁型材壁厚≥2mm時(shí)，可采用比較容易加工的直空刀結(jié)構(gòu);當(dāng)t2mm時(shí)，可選擇在有懸臂處加工斜空刀。

沖壓模具材料及熱處理

模具材料的性能對模具壽命有決定性的影響，根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)和使用情況，合理選用制模材料是模具工程師的重要任務(wù)之一。

模具熱處理及表面強(qiáng)化是模具制造中的關(guān)鍵工藝，是保證模具質(zhì)量和使用壽命的重要環(huán)節(jié)，實(shí)際使用證明，在模具失效中由于熱處理不當(dāng)引起的占很大比例。

模具用途廣泛，工作條件差別大，制造模具的材料范圍很廣。目前，沖壓模、塑料模、壓鑄模、粉末冶金模的材料以鋼為主，有些模具還可采用低熔點(diǎn)合金和非金屬材料等。

模具材料的性能要求及選用原則

模具用鋼主要性能要求如下：

1，硬度和耐磨性（最重要的模具失效形式，決定模具壽命）

2，可加工性能（模具零件形狀復(fù)雜，要求熱處理變形?。?/p>

3，強(qiáng)度和韌性（足夠的強(qiáng)度承受高壓，沖擊載荷等要求高韌性）

4，淬透性、拋光性、耐腐蝕性（塑料及添加劑的腐蝕作用）。

模具用鋼按用途可分為三大類：

1，冷作模具鋼：制作金屬在冷態(tài)下變形的模具，包括：冷沖模、冷擠壓模、冷鐓模、粉末壓制模。要求高硬度、高耐磨性及足夠強(qiáng)度和韌性。

2，熱作模具鋼：制造經(jīng)過加熱的固態(tài)或液態(tài)金屬在壓力下成型的模具，包括：熱鍛模、壓鑄模。要求高溫下足夠的強(qiáng)度、韌性和耐磨性及高熱疲勞抗力和導(dǎo)熱性

3，塑料模具鋼：制造各種塑料模具。塑料品種多，要求差別大，其模具材料范圍廣。主要要求工藝性能高（熱處理變形小、拋光性好、耐腐蝕）

選用一般原則：滿足使用性能要求、良好的工藝性能、適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)性。

模具材料的選用原則是什么

（一）滿足工作條件要求

1．耐磨性

坯料在模具型腔中塑性變性時(shí)，沿型腔表面既流動又滑動，使型腔表面與坯料間產(chǎn)生劇烈的摩擦，從而導(dǎo)致模具因磨損而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。

硬度是影響耐磨性的主要因素。一般情況下，模具零件的硬度越高，磨損量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性還與材料中碳化物的種類、數(shù)量、形態(tài)、大小及分布有關(guān)。

2．強(qiáng)韌性

模具的工作條件大多十分惡劣，有些常承受較大的沖擊負(fù)荷，從而導(dǎo)致脆性斷裂。為防止模具零件在工作時(shí)突然脆斷，模具要具有較高的強(qiáng)度和韌性。

模具的韌性主要取決于材料的含碳量、晶粒度及組織狀態(tài)。

3．疲勞斷裂性能

模具工作過程中，在循環(huán)應(yīng)力的長期作用下，往往導(dǎo)致疲勞斷裂。其形式有小能量多次沖擊疲勞斷裂、拉伸疲勞斷裂接觸疲勞斷裂及彎曲疲勞斷裂。

模具的疲勞斷裂性能主要取決于其強(qiáng)度、韌性、硬度、以及材料中夾雜物的含量。

4．高溫性能

當(dāng)模具的工作溫度較高進(jìn)，會使硬度和強(qiáng)度下降，導(dǎo)致模具早期磨損或產(chǎn)生塑性變形而失效。因此，模具材料應(yīng)具有較高的抗回火穩(wěn)定性，以保證模具在工作溫度下，具有較高的硬度和強(qiáng)度。

5．耐冷熱疲勞性能

有些模具在工作過程中處于反復(fù)加熱和冷卻的狀態(tài)，使型腔表面受拉、壓力變應(yīng)力的作用，引起表面龜裂和剝落，增大摩擦力，阻礙塑性變形，降低了尺寸精度，從而導(dǎo)致模具失效。冷熱疲勞是熱作模具失效的主要形式之一，幫這類模具應(yīng)具有較高的耐冷熱疲勞性能。

6．耐蝕性

有些模具如塑料模在工作時(shí)，由于塑料中存在氯、氟等元素，受熱后分解析出HCI、HF等強(qiáng)侵蝕性氣體，侵蝕模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加劇磨損失效。

（二）滿足工藝性能要求

模具的制造一般都要經(jīng)過鍛造、切削加工、熱處理等幾道工序。為保證模具的制造質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，其材料應(yīng)具有良好的可鍛性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；還應(yīng)具有小的氧化、脫碳敏感性和淬火變形開裂傾向。

1．可鍛性

具有較低的熱鍛變形抗力，塑性好，鍛造溫度范圍寬，鍛裂冷裂及析出網(wǎng)狀碳化物傾向低。

2．退火工藝性

球化退火溫度范圍寬，退火硬度低且波動范圍小，球化率高。

3．切削加工性

切削用量大，刀具損耗低，加工表面粗糙度低。

4．氧化、脫碳敏感性

高溫加熱時(shí)抗氧化懷能好，脫碳速度慢，對加熱介質(zhì)不敏感，產(chǎn)生麻點(diǎn)傾向小。

5．淬硬性

淬火后具有均勻而高的表面硬度。

6．淬透性

淬火后能獲得較深的淬硬層，采用緩和的淬火介質(zhì)就能淬硬。

7．淬火變形開裂傾向

常規(guī)淬火體積變化小，形狀翹曲、畸變輕微，異常變形傾向低。常規(guī)淬火開裂敏感性低，對淬火溫度及工件形狀不敏感。

8．可磨削性

砂輪相對損耗小，無燒傷極限磨削用量大，對砂輪質(zhì)量及冷卻條件不敏感，不易發(fā)生磨傷及磨削裂紋。

（三）滿足經(jīng)濟(jì)性要求

在給模具選材是，必須考慮經(jīng)濟(jì)性這一原則，盡可能地降低制造成本。因此，在滿足使用性能的前提下，首先選用價(jià)格較低的，能用碳鋼就不用合金鋼，能用國產(chǎn)材料就不用進(jìn)口材料。

冷擠壓模具材料

冷擠壓模具材料

冷擠壓模具中，受力最大的部分是凸、凹模，因此，凸、凹模材料的選擇對冷擠壓工藝能否奏效 至關(guān)重要。

根據(jù)宴踐經(jīng)驗(yàn)，對凸、凹模材料的選擇大致應(yīng)滿足以下要求：(1)凸、凹模具在2450~2940MPa 高壓下工作．必須具備很高的強(qiáng)度、硬度，以防止自身的塑性變形、磨損乃至損壞。(2)凸模、凹模是

在沖擊條件下工作的，應(yīng)當(dāng)具有良好的沖擊韌性 (3)凸模材料應(yīng)具有較高的抗彎強(qiáng)度，以防工作時(shí) 損壞。(4)模具是在冷、熱交變壓力反復(fù)作用情況下工作的，必須能承受交變應(yīng)力的反復(fù)作用而保持

原型。(5)模其的材料必須易加工。

根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，鋼制工件凸模以選用6W6Mo5Cr4V1、W6Mo5Cr4Vg以及W18Cr4V材料為 好，凹模以選用Crl2MoV、CrWMn、GCr 材料為好}鋁件凸模宜選用CrlgMo、9CrSi、Crl2、 wl8c“V．而凹模宜選用Crl2MoV、T10A、W18Cr4V以及YG20。 目前國內(nèi)市場上W18Cr4V取材較易

采用W18Cr4V制造工件冷擠壓凸摸，壽命可達(dá)1～5萬次；用硬質(zhì)合金YG20制造凹模，鋼制 工件可達(dá)2O～ 40萬次．鋁制工件可達(dá)400~500萬次。

為了提高玲擠壓模具的耐磨性．近年來．國內(nèi)外一些廠家采用氣體軟氮化工藝以提高樓具表面 硬度t這樣模具耐磨壽命可提高2o 以上，GCrl5材料作凹模．采用滲釩工藝．也可使模具壽命從3 萬次提高到24萬次; 金屬工件少、無切削工藝之一的冷擠壓工藝是當(dāng)前生產(chǎn)中應(yīng)用較為f 廣泛的一種。它具有節(jié)約原材料、勞動生產(chǎn)率高以及成品機(jī)械強(qiáng)度高、剛性大、重量輕、表面光潔度及尺寸精度較高等優(yōu)點(diǎn)。一些形狀較復(fù)雜、切削加工較困難的金屬工件，運(yùn)用冷擠壓工藝很容易加工成型。

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