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沖壓模具材料的介紹

發(fā)布時(shí)間:2016-06-14人氣:162

沖壓模具材料

簡介

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。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。

基本分類

a.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。

b.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(hào)CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代號(hào)GD)等。

c. 高碳高鉻工具鋼

常用的高碳高鉻工具鋼有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1(代號(hào)D2)、SKD11,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。

d. 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(duì)較嚴(yán)重的高碳高鉻鋼相比,性能有所改善。

e. 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(hào)8-4-1)和含鎢量較少的W6Mo5 Cr4V2(代號(hào)6-5-4-2,美國牌號(hào)為M2)以及為提高韌性開發(fā)的降碳降釩 高速鋼 6W6Mo5 Cr4V(代號(hào)6W6或稱低碳M2)。高速鋼也需要改鍛 ,以改善其碳化物分布 。

f. 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(hào)65Nb)、7Cr7Mo2V2Si(代號(hào)LD)、5Cr4Mo3SiMnVAL(代號(hào)012AL)等。

g. 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(duì)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(duì)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。

h.新材料

沖壓模具使用的材料屬于冷作模具鋼,是應(yīng)用量大、使用面廣、種類最多的模具鋼。主要性能要求為強(qiáng)度、韌性、耐磨性。冷作模具鋼的發(fā)展趨勢是在高合金鋼D2(相當(dāng)于我國Cr12MoV)性能基礎(chǔ)上,分為兩大分支:一種是降低含碳量和合金元素量,提高鋼中碳化物分布均勻度,突出提高模具的韌性。如美國釩合金鋼公司的8CrMo2V2Si、日本大同特殊鋼公司的DC53(Cr8Mo2SiV)等。另一種是以提高耐磨性為主要目的,以適應(yīng)高速、自動(dòng)化、大批量生產(chǎn)而開發(fā)的粉末高速鋼。如德國的320CrVMo13,等。


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