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冲压模具材料的选用及热处理要求有哪些,冲压模具材料的选用及热处理要求
一. 冲裁模具原材料的采用及热处理工艺规定-
采用冲裁模具原材料应注意产品工件制造的大批量,若大批量并不大就没必要挑选高寿命的模具原材料;还应注意被冲产品工件材质,不同的材料适用模具原材料亦各有不同。针对冲裁模具,耐磨性是衡量模具使用寿命的关键因素,钢材的耐磨性在于渗碳体等硬质点系相情况和基材硬度,二者硬度越大,渗碳体的次数越多,则耐磨性就越好。常见冲压加工模具建筑钢材耐磨性的劣优分别为调质钢—合金结构钢—基材钢—高碳钢高铬钢—弹簧钢—钢结硬质合金刀具—硬质合金。-
另外还一定要考虑工件薄厚、样子、尺寸比例、精度等级等多种因素对模具材料种类产生的影响。-
1.传统式模具建筑用钢 一直以来,中国金属薄板冲裁模用钢为T10A、CrWMn、9Mn2V、Cr12和Cr12MoV等。-
在其中T10A为调质钢,有一定强度延展性。但耐磨性不太高,淬火容易损坏及干裂,切削性能差,只是针对产品工件样子简易、规格小、数量不多的冲裁模具。-
T10A调质钢的热处理为:760~810 ℃水和油淬,160~180 ℃回火,强度59~62HRC。-
CrWMn、9Mn2V是高碳钢高合金钢种,淬火操作方便,切削性能好于调质钢,变型易操纵。但耐磨性和延展性仍比较低,用于中等水平大批量、产品工件样子较为复杂的冲裁模具。CrWMn钢的热处理加工工艺为:淬火温度820~840 ℃油冷 ,回火温度200 ℃,强度60~62HRC。9Mn2V钢的热处理加工工艺为:淬火温度780~820 ℃油冷 ,回火温度150~200 ℃,风冷,强度60~62HRC。留意回火温度在200~300 ℃范畴有回火延性和明显吸水膨胀,应予以绕开。-
Cr12和Cr12MoV为高碳钢高铬钢,耐磨性比较高,淬火时变型不大,切削性能好,适合于批量生产的模具,如铁氧体磁芯冲裁模。但此类钢材牌号存有渗碳体不均匀性,易产生渗碳体缩松,冲裁时很容易出现崩刃或破裂。在其中,Cr12含碳比较高,渗碳体分布不均比Cr12MoV比较严重,延性更大一些。-
Cr12型钢的热处理加工工艺挑选在于模具的使用需求,当模具规定较小的变形一定延展性时,可采取超低温淬火、回火(Cr12为950~980 ℃淬火,150~200℃回火;Cr12MoV为1020~1050 ℃淬火,180~200 ℃回火)。
2.常见模具新钢材牌号 -
为了解决传统式模具钢材牌号特性的不够,中国开发设计或引入了下列特性比较好的冲压加工模具建筑用钢:-
(1)Cr12Mo1V1(编号D2)钢 为仿国外ASTM规范里的D2钢引入 的钢材牌号,属Cr12槽钢。因为D2钢中Mo、V成分提升,优化了晶体,优化了渗碳体分布情况,因而D2铝的强韧性(冲击韧度、抗拉强度、挠度值)比Cr12MoV钢逐步提高,耐磨性及抗回火可靠性都比Cr12MoV更高一些。可以用深冷处理,提高硬度从而改善尺寸稳定性。用D2钢制作出来的冲裁模具使用寿命要高于Cr12MoV钢模具。-
(2)Cr6WV钢 为高 耐磨损微 变型高碳钢中锰钢,碳、铬成分要低于Cr12槽钢,渗碳体分布情况较Cr12MoV匀称,具有较好的切削性能。热处理工艺变型小,机械加工制造特性不错。抗拉强度、冲击韧度好于Cr12MoV, 仅仅耐磨性稍低于Cr12槽钢。用以承担比较大冲击力的高韧性、超耐磨板材冲裁模,实际效果优于Cr12槽钢。-
(3)Cr4W2MoV钢 都是高 耐磨损微 变型高碳钢中锰钢,取代Cr12槽钢而研制出钢材牌号,渗碳体均匀度好,耐磨性高过Cr12MoV,适合制做样子繁杂、加工精度要求较高的冲压加工模具,适合于铁氧体磁芯冲裁模。-
Cr4W2MoV钢的热处理加工工艺:规定抗压强度、延展性较大时,选用超低温淬火、超低温回火加工工艺:淬火温度960~980 ℃,回火温度280~320 ℃,强度60~62HRC。规定热硬性和耐磨性较大时,选用持续高温淬火、持续高温回火加工工艺:淬火温度1020~1040 ℃,回火温度50 0~540 ℃,强度60~62HRC。-
(4)7CrSiMnMoV(编号CH-1)钢 为空淬微变型 高合金钢、火苗淬火钢,可以借助火苗开展部分淬火,淬硬层模具刀口一部分。淬火温度(800~1000 ℃),具有较好的切削性能和淬硬性(可以达到60 HRC之上),强度延展性比较高,崩 刃 后能够焊接。可取代CrWMn、Cr12MoV钢,制做样子繁杂的冲裁模。CH-1铝的强烈推荐热处理方法:淬火温度900~920 ℃, 油冷 ,190~200 ℃回火1~3钟头,强度58~62 HRC。-
(5)6CrNiSiMnMoV(编号GD)钢 为高耐磨高合金钢,切削性能好,空淬变型小,耐磨性比较高。其强韧性明显高于CrWMn和Cr12MoV钢,不容易崩刃或破裂。尤其适用于细而长、片状状 模座及大型、样子繁杂、厚壁凸凹模。-
GD铝的强烈推荐热处理方法:淬火温度870~930 ℃(900 ℃最好 ),渗碳炉加温(45s/mm), 油冷或 风冷、风冷式 ,175~230 ℃回火2钟头,强度58~62 HRC。因为风冷就可以淬硬层 ,也可以采用火焰加热淬火。-
(6)9Cr6W3Mo2V2(编号GM)钢 为超耐磨高坚韧 碳素钢,各类使用性能优良,其耐磨性、强韧性、生产加工特性均好于Cr12槽钢,可以用作快速冲压机冲压加工中的多轴 冲压模具等高精密模具,是较理想的耐磨损、精密冲压模具建筑用钢。-
GM钢的热处理加工工艺:淬火温度1080~1120 ℃,强度64~66HRC。回火温度540~560 ℃,回火二次。-
(7)Cr8MoWV3Si (编号ER5)钢 属超耐磨高坚韧 碳素钢,具有较强的电火花线切割特性,抗压强度、延展性、耐磨性都好于Cr12槽钢,适用大中型精密冲压模具。用以铁氧体磁芯冲裁模,一次刃 磨使用寿命为21万次数,总使用寿命达到360万次数,是当前碳素钢冲压模具冲裁铁氧体磁芯的比较高使用寿命水准。-
ER5铝的强烈推荐热处理方法:对高耐磨性、高强度弹性的模具,选用1150 ℃淬火,520~530 ℃回火3次;对轻载服现役情况下的模具,选用1120~1130 ℃淬火,550 ℃回火3次。-
3.硬质合金刀具及钢结硬质合金 -
当工件大批量巨大时,可以选择采用硬度和耐磨性比各种模具钢材牌号更高硬质合金刀具 或钢结硬质合金刀具。作为模具原材料的硬质合金刀具为钨钴类 ,伴随着 含钴量 提升,延展性及抗拉强度提升而强度下降。针对承担撞击力比较小的模具,可选用 含钴量比较低 的YG10X;承担撞击力中等水平或比较大的模具,可选用含钴量比较高 的YG15或YG20。硬质合金刀具的缺陷为延展性较弱、无法生产加工,做为模具工作构件能够设计成镶拼构造。钢结硬质合金刀具 性能处于硬质合金刀具和弹簧钢中间,可以机械加工制造和热处理工艺,能够用于制造繁杂高使用寿命模具。作为冲裁模具的钢结硬质合金刀具 有DT、GT35、TLMW50、GW50等。