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沖壓模具常用材料,沖壓模具材料有哪些?模具材料選用原則

  相關鏈接:沖壓加工模具材料有什么?模具材料采用標準一定請牢記!

  沖壓加工模具材料的選擇標準

  在沖壓加工模具中,采用了各種各樣金屬材料材料和非金屬材料材料,主要包括碳素鋼、碳素鋼、生鐵、鑄鋼件、硬質合金、鑄造鋅合金、鋅基合金、鋁青銅、樹脂材料、聚氨酯塑膠、塑膠、壓合樺木板等。

  生產制造模具的材料,規(guī)定具備高韌性、高韌性、高耐磨性、適度的延展性、高切削性能和熱處理工藝不皺(或者少變型)及熱處理時不容易裂開等性能。

  我們首先來了解一下沖壓加工模具材料的類型

  生產制造沖壓加工模具的材料有建筑鋼材、硬質合金、鋼結硬質合金、鋅基合金、鑄造鋅合金、鋁青銅、高分子材料材料等。現階段生產制造沖壓加工模具的材料絕大多數以材料為重,常見的模具工作中構件材料的種類有:調質鋼、低合金結構鋼、高碳鋼高鉻于中鉻合金鋼、中碳碳素鋼、高速鋼、基礎鋼及其硬質合金、鋼結硬質合金等。

  具類型

  工作性質

  對模具材料的性能規(guī)定

  常見材料

  沖壓模具

  沖裁模

  關鍵用于各種板材的剪壓成形,其刀口在工作過程中遭受濃烈的摩擦和沖擊性。

  具有很高的耐磨性、斷裂韌性及其耐疲勞斷裂性能。

  Cr12mov、Cr12、SKD11、T10A、W18Cr4V、6-5-4-2

  擠壓模

  主要運用于變型成形,工作的時候沖針承擔很大的壓力,型腔則承擔非常大的支撐力;鑒于金屬材料在模腔中強烈流動性,使沖針和型腔工作臺面遭受強烈的磨擦,從而使模具外表溫度升高200——300℃。

  具有很高的變形抗力、耐磨性及破裂抵抗力,此外還應具備強的回火穩(wěn)定性。

  H13、3Cr2W8V、40Cr、38CrMoAl、5CrNiMo

  拉伸模

  主要運用于具有一定可塑性板材的拉深成形,工作應力并不大,但型腔入口承擔明顯磨擦。

  具備強的強度及耐磨性,工作中外表粗糙度比較低

  Cr12MoV、Cr12、D2、6-5-4-2、PeCu

  彎曲模

  主要運用于具有一定可塑性金屬材料材料的彎折成形,應用于模具的負載不非常大,但是一定磨擦。

  具備強的耐磨性和破裂水平。

  Cr12MoV、D2、T10A、S45C

  a.調質鋼

  在模具中運用比較多的調質鋼為T8A、T10A等,優(yōu)勢為生產加工性能好,價格低。但切削性能和紅硬性差,熱處理工藝變型大,承載力比較低。

  b.低合金結構鋼

  低合金結構鋼要在調質鋼的前提下加入適量合金成分。與調質鋼對比,降低了熱處理變形和干裂趨向,提升了鋼的切削性能,耐磨性亦不錯。用于制造模具的高合金鋼有 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(編號CH-1)、6CrNiSiMnMoV(編號GD)等。

  c. 高碳鋼高鉻合金鋼

  常見的高碳鋼高鉻合金鋼有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1(編號D2),他們具有較強的切削性能、淬硬性和耐磨性,熱處理工藝變型不大,為超耐磨微變型模具鋼,承載力僅次高速鋼。但滲碳體縮松比較嚴重,一定要進行不斷鐓拔(徑向鐓、軸向拔)改鍛,從而降低滲碳體的不均勻性,提升應用性能。

  d. 高碳鋼中鉻合金鋼

  用以模具的高碳鋼中鉻合金鋼有Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等,它們含鎂量比較低,碳化物滲碳體少,滲碳體分布均勻,熱處理工藝變型小,具有較好的切削性能和尺寸穩(wěn)定性。與滲碳體縮松相對性較嚴重的高碳鋼高鉻鋼對比,性能明顯改善。

  e. 高速鋼

  高速鋼具備模具鋼中最高的的硬度、耐磨性和抗拉強度,承載力非常高。模具常用的有W18Cr4V(編號8-4-1)和含鎢量較小的W6Mo5 Cr4V2(編號6-5-4-2,國外型號為M2)同時為提升延展性研發(fā)的降碳降釩 高速鋼 6W6Mo5 Cr4V(編號6W6或稱低碳環(huán)保M2)。高速鋼也要改鍛 ,以提升其滲碳體遍布 。

  f. 基材鋼

  在高速鋼的基本特征上加上少量其他原素,適度調整含碳,以提升鋼的性能。這種鋼材牌號通稱基材鋼。他們不但有高速鋼的特征,具有一定的耐磨性和強度,并且抗疲勞性和韌度均好于高速鋼,為高強韌性冷工模具鋼,材料成本費又比高速鋼低。模具常用的基材鋼有 6Cr4W3Mo2VNb(編號65Nb)、7Cr7Mo2V2Si(編號LD)、5Cr4Mo3SiMnVAL(編號012AL)等。

  g. 硬質合金和鋼結硬質合金

  硬質合金的硬度和耐磨性高過其他一切類型的模具鋼,但抗拉強度和延展性差。作為模具的硬質合金是鎢鈷類,對破壞性小又耐磨性要求較高的模具,可以選用含鈷量相對較低的硬質合金。對破壞性大一點的模具,可以選用含鈷量相對較高的硬質合金。

  鋼結硬質合金要以粉絲添加少量合金成分粉末狀(如鉻、 鉬 、鎢、釩等)做黏合劑,以炭化 鈦或鈷合金為硬質的相 ,用粉未冶金方式煅燒成的。鋼結硬質合金的基材是鋼,解決了硬質合金延展性較弱、生產加工艱難的缺陷,能夠鉆削、電焊焊接、鑄造和熱處理工藝。 鋼結硬質合金含有大量滲碳體,盡管硬度和耐磨性小于硬質合金,但仍然高過其他鋼材牌號,經熱處理、淬火后強度可以達到 68 ~ 73HRC。

  h.新材料

  沖壓加工模具所使用的材料歸屬于冷工模具鋼,是運用量多、應用范圍廣、類型數最多的模具鋼。關鍵性能要求是抗壓強度、延展性、耐磨性?,F階段冷工模具鋼的發(fā)展方向要在鐵素體不銹鋼D2(等同于在我國Cr12MoV)性能前提下,分成兩個支系:一種是減少含碳和合金成分量,增強鋼中滲碳體遍布勻稱度,突顯提升模具的延展性。如美國釩碳素鋼企業(yè)的8CrMo2V2Si、日本大同市特殊鋼材企業(yè)的DC53(Cr8Mo2SiV)等。另一種是以提升耐磨性為主要目標,以滿足快速、自動化技術、批量生產而研發(fā)的粉末狀高速鋼。如德國320CrVMo13,等。

  有效選擇模具材料及執(zhí)行正確熱處理方法是保障模具壽命的重要。對主要用途不同類型的模具,應依據其運行狀態(tài)、承受力條件和被生產加工材料的性能、生產批量及生產效率等多種因素充分考慮,并且對以上規(guī)定的各種性能有一定的偏重于,隨后做出對鋼材牌號及熱處理的相對應挑選。

  1. 生產批量

  當五金沖壓件的生產批量非常大時,模具工作零件模座和型腔的材料應選擇品質高、耐磨性好一點的模具鋼。針對模具的其它工藝結構部分協助構造部分零件材料,也需要隨之提升。在大批量并不大時,盡可能放開對材料性能的需求,以控制成本。

  2. 被沖壓加工材料的,性能、模具零件的適用范圍

  在被沖壓件加工的材料偏硬或變形抗力較大時,沖壓模具的凸、型腔應選擇耐磨性好、強度大的材料。拉深不銹鋼板時,可采取鋁青銅型腔,因為他具有較強的抗黏著性。而模具導柱則需要耐磨損和比較好的延展性,故大多采用高碳鋼表層滲碳處理。亦如,調質鋼的主要不足是切削性能差,在沖壓模具零件斷面尺寸較大時,熱處理后其核心強度依然比較低,可是,在行程安排頻次很大的壓床邊工作的時候,因為它的抗沖擊性好反倒變成優(yōu)勢。針對定位板、卸料板類零件,不僅需要一定的抗壓強度,并且規(guī)定在工作過程中變型小。此外,還能夠選用冷暴力和深冷處理、真空處理和表面強化的辦法提升模具零件的性能。針對凸、型腔工作性質比較差的冷擠壓模,應選擇有充足強度、抗壓強度、延展性、耐磨性等各項機械設備性能比較好的模具鋼,與此同時應具有一定的紅硬性和熱疲勞極限等。

  3. 材料性能

  應注意材料的冷熱交替生產加工性能和工廠目前標準。

  4. 降低成本

  留意選用微變型模具鋼,從而減少機械加工花費。

  5. 開發(fā)設計專用型模具鋼

  對特別要求的模具,應開發(fā)研究具備專業(yè)性能的模具鋼。

  6. 考慮到在我國模具的生產與應用情況

  挑選模具材料應該根據模具零件的適用范圍來確定,保證在符合關鍵標準前提下,采用價格便宜的材料,控制成本。

  由來:模具人雜志期刊。

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