模具材料及热处理工艺

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1、模具材料及热处理工艺压模具材料的选用及热处理要求—•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一合金工具钢一基体钢一高碳高铅钢一高速钢一钢结硬质合金一硬质合金。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・传统模具

2、用钢长期以来，国内薄板冲裁模用钢为T10A、CrWMn、9Mn2V、Crl2和Crl2MoV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碳索工具钢的热处理工艺为：760-810°C水或油淬，160〜180°C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820〜840°C油冷,回火温度200°

3、C,硬度60〜62HRC。9Mn2V钢的热处理工艺为：淬火温度780〜820°C油冷,回火温度150〜200°C,空冷，硬度60-62HRCo回火温度在200〜300°C范围有回火脆性和显著体积膨胀，应予避开。CN2和Crl2MoV为高碳高俗钢，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，CN2含碳量较高，碳化物分布不均比Crl2MoV严重，脆性更大一些。Crl2型钢的热处理工艺选择取决于模具的使用要求，当模具要求比较小的变形和一定韧性时，可采用低温

4、淬火、回火（Crl2为950〜980°C淬火，150〜200°C回火;Crl2MoV为1020〜1050°C淬火，180〜200°C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（Crl2为1000〜1100°C淬火，480〜500°C冋火；Crl2MoV为1110〜1140°C淬火，500〜520°C回火）。高珞钢在275〜375°C区域有冋火脆性，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）Crl2MolVl（代号D2）钢为仿美国ASTM标准中的D2钢引进的钢种，属

5、Crl2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Crl2MoV钢有所提高，耐磨性和抗回火稳定性也比Crl2MoV更高。可用深冷处理，捉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TCrl2MoV钢模具。D2钢的锻造性能和热塑成形性比Crl2MoV钢略差，机械加工性能和热处理工艺与Crl2型钢相似。(2)Cr6WV钢为高耐磨微变形高碳中铭钢，碳、钻含量均低于Crl2型钢，碳化物的分布状态较Crl2MoV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

6、优于Crl2MoV,只是耐磨性略低于CN2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G12型钢。钢的常用热处理工艺为：淬火温度9701〜000°C,—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。淬火后应立即凹火，回火温度160210〜°C,硬度58〜62HRC。(3)Cr4W2MoV钢也是高耐磨微变形高碳中铭钢，替代Crl2型钢而研制的钢种，碳化物均匀性好，耐磨性高于Crl2MoV,适于制作形状复杂、尺寸精度要求高的冲压模具，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

7、度960〜980°C,回火温度280〜320°C,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°C,回火温度500〜540°C,硬度60〜62HRC。(2)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°C),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。可代替CrWMn>Crl2MoV钢，制作形状复杂的冲裁模。CH-1钢的推荐热处理工艺：淬火温度900〜920°C,油冷，190

8、〜200°C回火1〜3小