模具鋼選用(模具鋼選用的原則模具壽命需求)
本篇文章給大家談?wù)勀>咪撨x用,以及模具鋼選用的原則模具壽命需求對應(yīng)的知識點(diǎn),希望對各位有所幫助。
冷作模具鋼怎么選用?
根據(jù)冷作模具鋼的性能要求及形狀尺寸,材料的選用有以下幾種情況。
(1)工作時(shí)受力不大、形狀簡單、尺寸較小的模具,可用碳素工具鋼制造。
(2)工作時(shí)受力一般、形狀復(fù)雜或尺寸較大的模具,可用低合金工具鋼(如9Mn2V、9SiCr、9CrWMl3、CrWMn、Cr2等)制造。
(3)工作時(shí)受力大,要求高耐磨性、高淬透性、變形量小、形狀復(fù)雜的模具,多用高碳高鉻鋼(Crl2、Crl2MoV等)制造。又發(fā)展了幾種Crl2型鋼的代用鋼(如Cr6WV、Cr4W2MoV、Cr2Mn2SiWMoV等),另外,也可選用高速鋼、低碳高速鋼(6W6M05Cr4V等)和基體鋼(化學(xué)成分相當(dāng)于高速鋼正常淬火后的基體成分的鋼)來制造這類模具。
(4)在沖擊條件工作,刃口單薄的模具,采用韌性較好的中碳合金工具鋼(如4CrW2Si、6CrW2Si等)制造。
冷作模具鋼選用時(shí)需考慮加工方法、應(yīng)力狀態(tài)、成形加工對象的材料性質(zhì)、生產(chǎn)數(shù)量、板材厚度等,此外模具的大小及尺寸精度也是不可忽略的因素。
負(fù)荷較小或小批量生產(chǎn)時(shí)使用低合金工具鋼(SKS),負(fù)荷較大或大批量生產(chǎn)時(shí)使用冷作模具鋼(SKD),負(fù)荷更大時(shí)選用高速工具鋼及粉末高速工具鋼。
適用于耐磨場合的有冷作模具鋼、高速工具鋼及高合金高速工具鋼,適用于耐沖擊場合的有8Cr-2Mo系模具鋼和基體型高速工具鋼。
冷作模具鋼是指使金屬在冷態(tài)下變形或成形所使用的模具鋼。最常用的專用冷作模具鋼是Crl2型鋼,其含碳量為1.45%~2.30%,含鉻量為11%~13%。由于冷作模具多為常溫下工作,材料的塑性變形抗力大,模具的工作應(yīng)力大,工作條件苛刻,綜合起來這類模具性能上一般要求高的硬度和耐磨性、足夠的強(qiáng)度、適當(dāng)?shù)捻g性。
因此,冷作模具鋼通常在成分上以高碳為主,以滿足高硬度和高耐磨性的需要。如果為了提高模具抗沖擊能力,需增加韌性時(shí),可選用中碳鋼,這時(shí)可借用熱作模具鋼來代替。在冷作模具鋼中加入合金元素時(shí),主要是為了提高淬透性和耐磨性,對于耐磨性要求高的模具,多采用加入碳化物形成元素,例如Cr、Mo、W、V等元素的多元合金鋼。
塑膠模具鋼的鋼種如何選擇?
通常接冷作模具的使用條件,可以將鋼種選擇分為以下四種情況:
(1)尺寸小、形狀簡單、輕負(fù)荷的冷作模具。例如.小沖頭,剪落鋼板的剪刀等可選用T7A、T8A、T10A、T12A等碳素工具鋼制造。這類鋼的優(yōu)點(diǎn)是;可加工性好、價(jià)格便宜、來源容易。但其缺點(diǎn)是:淬透性低、耐磨性差、淬火變形大。因此,只適于制造一些尺寸小、形狀簡單、輕負(fù)荷的工具以及要求硬化層不深并保持高韌性的冷像模等。
(2)尺寸大、形狀復(fù)雜、輕負(fù)荷的冷作模具。常用的鋼種有9SiCr、CrWMn、GCr15及9Mn2V等低合金刃具鋼。這些鋼在油中的淬透直徑大體上可達(dá)40mm以上。其中9Mn2V鋼是我國發(fā)展的一種不含Cr的冷作模具用鋼.可代替或部分代替含Cr的鋼。
9Mn2V鋼的碳化物不均勻性和淬火開裂傾向性比CrWMn鋼小、脫碳傾向性比9SiCr鋼小,而淬透性比碳素工具鋼大.其價(jià)格只比后者高約30%因此是一個(gè)值得推廣使用的鋼種。
但9Mn2V鋼也存在一些缺點(diǎn)如沖擊韌性不高,在生產(chǎn)使用中發(fā)現(xiàn)有碎裂現(xiàn)象.另外回火穩(wěn)定性較差,回火溫度一般不超過180℃在200℃回火時(shí)抗彎強(qiáng)度及韌性開始出現(xiàn)低值。
9Mn2V鋼可在硝鹽、熱油等冷卻能力較為緩和的淬火介質(zhì)中淬火。對于一些變形要求嚴(yán)格而硬度要求又不很高的模具,可采用奧氏體等溫淬火。
3)尺寸大、形狀復(fù)雜重負(fù)荷的冷作模具。須采用中合金或高合金鋼.如Cr12Mo、Crl2MoV、Cr6WVCr4W2MoV等,另外也有選用高速鋼的。
用高速鋼做冷作模具的傾向巴日趨增大、但應(yīng)指出,此時(shí)已不再是利用高速鋼所特有的紅硬性長處.而用它的高淬透性和高耐磨性。為此.在熱處理工藝上也應(yīng)有所區(qū)別。
選用高速鋼做冷模具時(shí).應(yīng)采用低溫淬火.以提高韌性。例如W18Cr4V鋼做刃具時(shí)常用的淬火溫度為1280-1290℃。而做冷作模具時(shí),則應(yīng)采用1190℃的低溫淬火。又如W6Mo5Cr4V2鋼.采用低溫淬火后可使壽命大大提高、特別是顯著減少了折損率。
〔4)受沖擊負(fù)荷且刀間單薄的冷作模具。如上所述.前三類冷作模具用鋼的使用性能要求均以高耐磨性為主為此均采用高碳過共析鋼乃至榮氏體鋼。而對有的冷作模具加切邊樓、沖裁模等.其對口單?。褂脮r(shí)又受沖擊負(fù)荷作用則應(yīng)以要求高的沖擊韌性為主。為了解決這一矛盾.可采取以下措施.①降低合碳量.采用亞共折鋼.以避免由于一次及二次碳化物而引起鋼的韌性下降;②加入Si.、Cr等合金元素.以提高鋼的回火穩(wěn)定性和回火溫度(240一270℃回火)這樣有利于充分消除淬火應(yīng)力使嘰提高.而又不致降低硬度;②加入W等形成難熔碳化物的元素以細(xì)化晶粒、提高韌性。常用的高韌性冷作模具用鋼有6SiCr、4CrW2Si;、5CrW2Si等。
做模具一般要用什么樣的鋼材?
其實(shí)做模具用什么鋼取決于產(chǎn)品是什么材料的,以及客戶要求的出模數(shù),因?yàn)橛行┎牧鲜怯懈g性的,所以要選擇抗腐蝕的鋼材進(jìn)行特殊處理,如果是普通的材料如PP PE ABS等無腐蝕性的材料如果想模具用的久一點(diǎn)就用NAK80 當(dāng)然這種材料比較貴,如果想便宜點(diǎn)就用P20 H13 CR12等也是可以的
精沖模具用什么模具鋼
精沖模具一般選擇材料為Crl2MoV鋼,當(dāng)厚度大于4mm時(shí)可采用W6Mo5Cr4V2高速鋼。
對于產(chǎn)品批量大、形狀復(fù)雜、受力情況惡劣的精沖凹凸模,可選用粉末冶金鋼或硬質(zhì)合金,或近年推出的幾種新型模具鋼材料,如YG20硬質(zhì)合金、7Cr4Mo2VSi鋼、GT35鋼結(jié)硬質(zhì)合金和CG2基體鋼等。精沖模具材料需要經(jīng)過加工及處理后才能成材使用。具體是:
一鍛造工藝
以Crl2MoV鋼坯件為例,精沖模具坯件的鍛造,要求碳化物均勻度大于3級,因而要選取質(zhì)量較好的棒材作模具坯料。鍛造工藝為預(yù)熱880~900℃,保溫時(shí)間以1min/mm計(jì);加熱1080~1100℃,保溫時(shí)間以1.5min/mm計(jì);鍛造時(shí)鐓粗、拔長6次,900℃終鍛,鍛后550度保溫。
二熱處理工藝
以Crl2MoV鋼精沖模具為例,粗加工后應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火,以消除模具應(yīng)力并減少其畸變;通常采用調(diào)質(zhì)處理,其淬火溫度比常規(guī)高出30~50℃,高溫回火工藝為(720~760)℃(4~6)h,爐冷至500℃后空冷。
當(dāng)Crl2MoV鋼模具刃口形狀較簡單,沖裁工具較?。ā?mm)時(shí),終熱處理可采用一次硬化處理工藝;若刃口形狀復(fù)雜,工件較厚(3mm)時(shí),采用二次硬化工藝。
對于W6Mo5Cr4V2高速鋼熱處理,應(yīng)采用低溫淬火處理,以使精沖模具獲得較高力學(xué)性能。
三表面強(qiáng)化工藝
精沖模具要求高沖裁精度、高硬度、高耐磨性和高服役壽命,通過表面強(qiáng)化處理可以使模具性能和使用壽命得到進(jìn)一步提高。表面強(qiáng)化有三種方法:
一種方法是改變模具表面的化學(xué)成分,如滲金屬、滲碳、滲氮、滲硼和TD處理等;第二種方法是不改變模具表面的化學(xué)成分,如激光淬火、真空淬火、低溫和超低溫處理等;第三種方法是表面形成硬化層,如鍍硬鉻、熱噴涂、VCD、PVD等,在模具表面形成TiC、TiN等超硬物質(zhì)。
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