2016新编冲压模具材料的选用及热处理要求

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1、冲压模具材料的选用及热处理要求一.冲裁模具材料的选用及热处理要求  选用冲裁模具材料应考虑工件生产的批量,若批量不大就没有必要选择高寿命的模具材料;还应考虑被冲工件的材质,不同材质适用的模具材料亦有所不同。对于冲裁模具,耐磨性是决定模具寿命的重要因素,钢材的耐磨性取决于碳化物等硬质点相的状况和基体的硬度,两者的硬度越高,碳化物的数量越多,则耐磨性越好。常用冲压模具钢材耐磨性的劣优依次为碳素工具钢—合金工具钢—基体钢—高碳高铬钢—高速钢—钢结硬质合金—硬质合金。  此外还必须考虑工件的厚度、形状、尺寸大小、精度要求等因素对模具材料选择的影响。1.传统模

2、具用钢  长期以来,国内薄板冲裁模用钢为T10A、CrWMn、9Mn2V、Cr12和Cr12MoV等。  其中T10A为碳素工具钢,有一定强度和韧性。但耐磨性不高,淬火容易变形及开裂,淬透性差,只适用于工件形状简单、尺寸小、数量少的冲裁模具。    T10A碳素工具钢的热处理工艺为:760~810℃水或油淬,160~180℃回火,硬度59~62HRC。    CrWMn、9Mn2V是高碳低合金钢种,淬火操作简便,淬透性优于碳素工具钢,变形易控制。但耐磨性和韧性仍较低,应用于中等批量、工件形状较复杂的冲裁模具。CrWMn钢的热处理工艺为:淬火温度820~

3、840℃油冷,回火温度200℃,硬度60~62HRC。9Mn2V钢的热处理工艺为:淬火温度780~820℃油冷,回火温度150~200℃,空冷,硬度60~62HRC。注意回火温度在200~300℃范围有回火脆性和显著体积膨胀,应予避开。    Cr12和Cr12MoV为高碳高铬钢,耐磨性较高,淬火时变形很小,淬透性好,可用于大批量生产的模具,如硅钢片冲裁模。但该类钢种存在碳化物不均匀性,易产生碳化物偏析,冲裁时容易出现崩刃或断裂。其中,Cr12含碳量较高,碳化物分布不均比Cr12MoV严重,脆性更大一些。    Cr12型钢的热处理工艺选择取决于模具的使

4、用要求,当模具要求比较小的变形和一定韧性时,可采用低温淬火、回火(Cr12为950~980℃淬火,150~200℃回火;Cr12MoV为1020~1050℃淬火,180~200℃回火)。若要提高模具的使用温度,改善其淬透性和红硬性,可采用高温淬火、回火(Cr12为1000~1100℃淬火,480~500℃回火;Cr12MoV为1110~1140℃淬火,500~520℃回火)。  高铬钢在275~375℃区域有回火脆性,应予避免。2.常用模具新钢种    为了弥补传统模具钢种性能的不足,国内开发或引进了以下性能较好的冲压模具用钢:  (1)Cr12Mo

5、1V1(代号D2)钢  为仿美国ASTM标准中的D2钢引进的钢种,属Cr12型钢。由于D2钢中Mo、V含量增加,细化了晶粒,改善了碳化物的分布状况,因此D2钢的强韧性(冲击韧度、抗弯强度、挠度)比Cr12MoV钢有所提高,耐磨性和抗回火稳定性也比Cr12MoV更高。可用深冷处理,提高硬度并改善尺寸稳定性。用D2钢制作的冲裁模具寿命要高于Cr12MoV钢模具。    D2钢的锻造性能和热塑成形性比Cr12MoV钢略差,机械加工性能和热处理工艺与Cr12型钢相似。  (2)Cr6WV钢  为高耐磨微变形高碳中铬钢,碳、铬含量均低于Cr12型钢,碳化物的分布状

6、态较Cr12MoV均匀,具有良好的淬透性。热处理变形小,机械加工性能较好。抗弯强度、冲击韧度优于Cr12MoV,只是耐磨性略低于Cr12型钢。用于承受较大冲击力的高硬度、高耐磨板料冲裁模,其效果好于Cr12型钢。  钢的常用热处理工艺为:淬火温度9701~000℃,一般可热油或硝盐分级淬火冷却,尺寸不大的部件可采取空冷。淬火后应立即回火,回火温度160210~℃,硬度58~62HRC。  (3)Cr4W2MoV钢  也是高耐磨微变形高碳中铬钢,替代Cr12型钢而研制的钢种,碳化物均匀性好,耐磨性高于Cr12MoV,适于制作形状复杂、尺寸精度要求高的冲压模

7、具,可用于硅钢片冲裁模。    Cr4W2MoV钢的热处理工艺:要求强度、韧性较高时,采用低温淬火、低温回火工艺:淬火温度960~980℃,回火温度280~320℃,硬度60~62HRC。要求热硬性和耐磨性较高时,采用高温淬火、高温回火工艺:淬火温度1020~1040℃,回火温度500~540℃,硬度60~62HRC。  (4)7CrSiMnMoV(代号CH-1)钢  为空淬微变形低合金钢、火焰淬火钢,可以利用火焰进行局部淬火,淬硬模具刃口部分。淬火温度(800~1000℃),具有良好的淬透性和淬硬性(可达60HRC以上),强度和韧性较高,崩刃后能补焊。

8、可代替CrWMn、Cr12MoV钢,制作形状复杂的冲

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