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        沖壓模具材料要求及種類特性

        時間:2020-09-01 22:12:37 點擊次數:

          首先我們要認識到沖壓模具工作時要承受沖擊、振動、摩擦、高壓和拉伸、彎扭等負荷,甚至在較高的溫度下工作(如冷擠壓),工作條件復雜,易發生磨損、疲勞、斷裂、變形等現象。從這里我們應該認識到沖壓模具對材料性能的要求是要高于其他一般模具的。當然因為沖壓模具的工作條件的不同,對材料的性能要求也是各有差異的。

          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、抗壓屈服點外,為防止模具斷裂或崩刃,龍拓金屬還要求應具有高的斷裂抗力、較高的抗彎強度和韌性。

          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、一定的強韌性以及較好的切削加工性能,而且熱處理時變形要小。

          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。由于擠壓時會產生較大的升溫,所以一般還應具有一定的耐熱疲勞性和熱硬性。

          沖壓模具材料有哪些種類以及他們的特性如何

          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。

          碳素工具鋼:在模具中應用較多的碳素工具鋼為T8A碳素工具鋼、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: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。

          高碳高鉻工具鋼:常用的高碳高鉻工具鋼有Cr12模具鋼和Cr12MoV模具鋼、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。

          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。

          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W6Mo5Cr4V3高速鋼(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。

          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。

          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。

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