❶ 冷作模具鋼和熱作模具鋼的區別,那裡不一樣
1、性能要求不一樣
熱作模具鋼:較高的高溫強度、良好的韌性、良好的耐磨性能、優良的耐熱疲勞性、高淬透性等。
冷作模具鋼:較高的耐磨性、較高的強度和韌性、較強的抗咬合性、受熱軟化能力等。
2、分類不一樣
熱作模具鋼的分類方法很多,可以根據合金元素含量及熱處理後的性能分類,可以按用途分,也可以按合金元素分類。按合金元素分類可分為低合金熱作模具鋼(鎢系、鉻系和鉬系)、中合金熱作模具鋼和高合金熱作模具鋼(鎢鉬系和鉻鉬系)
鋼材類別考慮,冷作模具鋼多為過共析鋼和萊氏體鋼,一般屬於工具鋼范疇。
(1)冷作模具鋼有什麼功效擴展閱讀:
1、含碳量
一般為中碳,碳的質量分數為0.3%~0.6%。保證材料具有較高的強度和硬度,較高的淬透性以及較好的塑性、韌性。
2、合金元素
加入的合金元素有Cr、Mn、Si、Ni、W、Mo、V等合金元素。其中Cr、Mn、Si、Ni合金元素的作用是強化鐵素體和提高淬透性。W、Mo合金元素是為了防止回火脆性,Cr、W、Si合金元素能提高相變溫度,使模具在交替受熱與冷卻過程中不致發生相變而發生較大的容積變化,從而提高其抗熱疲勞的能力。
另外,W、Mo、V等在回火時以碳化物形式析出而產生二次硬化,使熱作模具鋼在較高溫度下仍保持相當高的硬度,這是熱作模具鋼正常工作的重要條件之一,Cr、Si能提高鋼的抗氧化性。
❷ 冷作模具鋼有什麼性能要求
冷作模具鋼是指使金屬在冷態下變形或成形所使用的模具鋼。最常用的專用冷作模具鋼是Crl2型鋼,其含碳量為1.45%~2.30%,含鉻量為11%~13%。
由於冷作模具多為常溫下工作,材料的塑性變形抗力大,模具的工作應力大,工作條件苛刻,綜合起來這類模具性能上一般要求高的硬度和耐磨性、足夠的強度、適當的韌性。
因此,冷作模具鋼通常在成分上以高碳為主,以滿足高硬度和高耐磨性的需要。如果為了提高模具抗沖擊能力,需增加韌性時,可選用中碳鋼,這時可借用熱作模具鋼來代替。在冷作模具鋼中加入合金元素時,主要是為了提高淬透性和耐磨性,對於耐磨性要求高的模具,多採用加入碳化物形成元素,例如Cr、Mo、W、V等元素的多元合金鋼。
從鋼材類別考慮,冷作模具鋼多為過共析鋼和萊氏體鋼,一般屬於工具鋼范疇。
冷作模具鋼性能要求:
1、冷作模具鋼的使用性能
1)較高的耐磨性
冷作模具在工作時,表面與坯料之間產生許多次摩擦,模具在這種情況下必須仍能保持較低的表面粗糙度值和較高的尺寸精度,以防止早期失效。
由於模具材料的硬度和組織是影響模具耐磨性能的重要因素,因此為了提高冷作模具的抗磨性能,通常要求模具硬度高於加工件硬度30%~50%,材料的組織為回火馬氏體或下貝氏體,其上分布均勻、細小的顆粒狀碳化物。要達到此目的,鋼中的碳的質量分數一般都在0.60%以上。
2)較高的強度和韌性
模具的強度是指模具零件在工作過程中抵抗變形和斷裂的能力。強度指標是冷作模具設計和材料選擇的重要依據,主要包括拉伸屈服點、壓縮屈服點等。屈服點是衡量模具零件塑性變形抗力的指標,也是最常用的強度指標。為了獲得高的強度,在模具製造過程中,要模具材料的韌性,要根據模具工作條件來決定,對於強烈沖擊載荷的模具,如冷作模具的凸模、冷鐓模具等,因受沖擊載荷較大,需要高的韌性。對於一般工作條件下的冷作模具,通常受到的是小能量多次沖擊載荷的作用,模具的失效形式是疲勞斷裂,因此模具不必具有過高的沖擊韌度值。
3)較強的抗咬合性
咬合抗力實際就是對發生「冷焊」的抵抗能力。通常在干摩擦條件下,把被試驗模具鋼試樣,與具有咬合傾向的材料(如奧氏體鋼),進行恆速對偶摩擦運動,以一定速度逐漸增大載荷,此時轉矩也相應增大。當載荷加大到某一臨界值時,轉矩突然急劇增大,這意味著發生咬合,這一載荷稱為「咬合臨界載荷」。臨界載荷越高,標志著咬合抗力越強。
4)受熱軟化能力
受熱軟化能力反映了冷作模具鋼在承載時溫升對硬度、變形抗力及耐磨性的影響。表徵冷作模具鋼受熱軟化抗力的指標主要有軟化溫度(℃)和二次硬化硬度(HRC)。
2、冷作模具鋼的工藝性能要求
冷作模具鋼的工藝性能,直接關繫到模具的製造周期及製造成本。對冷作模具鋼的工藝性能要求,主要有鍛造工藝性、切削工藝性、熱處理工藝性等。
1)鍛造工藝性
鍛造不僅減少了模具材料的機械加工餘量,節約鋼材,而且改善模具材料的內部缺陷,如碳化物偏析、減少有害雜質、改善鋼的組織狀態等。
為了獲得良好的鍛造質量,對可鍛性的要求是熱鍛變形抗力低、塑性好、鍛造溫度范圍寬,鍛裂、冷裂及析出網狀碳化物傾向小。
2)切削工藝性
磨損小以及加工後模具表面光潔。冷作模具鋼主要屬於過共析鋼和萊氏體鋼,大多數切削加工都較困難,為了獲得良好的切削加工性,需要正確進行熱處理,對於表面質量要求較高的模具可選用含S、Ca等元素的易切削模具鋼。
3)熱處理工藝性
熱處理工藝性主要包括:淬透性、淬硬性、耐回火性、過熱敏感性、氧化脫碳傾向、淬火變形和開裂傾向等。
❸ 冷作模具鋼與熱作模具鋼成分有什麼區別為什麼
一、區別:
1、含碳量不一樣:冷作模具鋼的含碳量一般在1.45%~2.30%;熱作模具鋼的含碳量在0.3%~0.6%;
3、含鉻量不一樣:冷作模具鋼含鉻量為11%~13%;熱作模具鋼的含鉻量根據合金鋼性能不同而不同;
3、其他元素加入不完全一樣:冷作模具鋼多採用加入碳化物形成元素,例如Cr、Mo、W、V等元素的多元合金鋼;熱作模具鋼加入的合金元素有Cr、Mn、Si、Ni、W、Mo、V等合金元素。
二、原因:
1、熱作模具鋼加入合金元素中Cr、Mn、Si、Ni合金元素的作用是強化鐵素體和提高淬透性,W、Mo合金元素是為了防止回火脆性,Cr、W、Si合金元素能提高相變溫度,使模具在交替受熱與冷卻過程中不致發生相變而發生較大的容積變化,從而提高其抗熱疲勞的能力。
2、冷作模具鋼通常在成分上以高碳為主,以滿足高硬度和高耐磨性的需要。如果為了提高模具抗沖擊能力,需增加韌性時,可選用中碳鋼,這時可借用熱作模具鋼來代替。在冷作模具鋼中加入合金元素時,主要是為了提高淬透性和耐磨性,對於耐磨性要求高的模具,多採用加入碳化物形成元素,例如Cr、Mo、W、V等元素的多元合金鋼。
(3)冷作模具鋼有什麼功效擴展閱讀
一、由於熱作模具長時間處於高溫高壓條件下工作,因此,要求模具材料具有高的強度、硬度及熱穩定性,特別是應有高熱強性、熱疲勞性、韌性和耐磨性。
二、熱作模具在工作時承受著很大的沖擊力,模腔和高溫金屬接觸,反復地加熱和冷卻,其使用條件極其惡劣。為了滿足熱作模具的使用要求,熱作模具鋼應具備下列基本特性:
(1)較高的高溫強度和良好的韌性。熱作模具,尤其是熱鍛模,工作時承受很大的沖擊力,而且沖擊頻率很高,如果模具沒有高的強度和良好的韌性,就容易開裂。
(2)良好的耐磨性能,由於熱作模具丁作時除受到毛坯變形時產生摩擦磨損之外,還受到高溫氧化腐蝕和氧化鐵屑的研磨,所以需要熱作模具鋼有較高的硬度和抗黏附性。
(3)高的熱穩定性。熱穩定性是指鋼材在高溫下可長時間保持其常溫力學性能的能力。熱作模具工作時,接觸的是熾熱的金屬,甚至是液態金屬,所以模具表面溫度很高,一般為400~700℃。這就要求熱作模具鋼在高溫下不發生熱化,具有高的熱穩定性,否則模具就會發生塑性變形,造成堆塌而失效。
(4)優良的耐熱疲勞性,熱作模具的工作特點是反復受熱受冷,模具一時受熱膨脹,一時又冷卻收縮,形成很大的熱應力,而且這種熱應力是方向相反,交替產生的。在反復熱應力作用下,模具表面會形成網狀裂紋(龜裂),這種現象稱為熱疲勞,模具因熱疲勞而過早地斷裂,是熱作模具失效的主要原因之一。所以熱作模具鋼必須要有良好的熱疲勞性。
(5)高淬透性。熱作模具一般尺寸比較大,熱鍛模尤其是這樣,為了使整個模具截面的力學性能均勻,這就要求熱作模具鋼有高的淬透性能。
(6)良好的導熱性。為了使模具不致積熱過多,導致力學性能下降,要盡可能降低模面溫度,減小模具內部的溫差,這就要求熱作模具鋼要有良好的導熱件能。
(7)良好的成形加工工藝性能,以滿足加工成形的需要。
❹ 冷作模具鋼s7是什麼材料
S7冷作模具鋼是由美國芬可樂Finkl生產的一種高性能鋼材,全稱為DRX S7冷作模具鋼,國產內S7也有多個冶煉廠在生容產,但是質量相差甚遠,價格也便宜非常多。
S7屬於高韌性耐磨不變形鉻鉬冷作模具鋼鋼,該鋼的鉻含量約為5%,經打磨後鋼材表面光澤較暗,耐蝕性優良、延展性極強、模具刃口的耐損性較好、淬透性良好、碳化物分布均勻、具有一定的沖擊腑和較好的耐磨性和空淬性能,空淬後尺寸變形小、碳化物均勻細小、所以耐磨性能非常好。
S7冷作模具鋼的韌性在冷作模具鋼中較為突出,因此使用S7製造模具的很少出現裂紋和崩裂,大大提高了使用壽命,它具有高強度、高耐磨性、高沖擊性、變形度低和良好精光度的特性。線切割加工後經高溫回火減少了殘余應力。因此大型模具和要求精密之模具在線切割加工後的裂紋和變形得到抑制。
S7模具鋼的切削性也優於同型號的其他鋼材,因此使用S7可增加模具壽命和減少加工工序。
S7模具鋼主要使用在沖栽模具、精密沖壓模、冷作成型模具、冷拉模具、成型軋輥、沖頭、拉伸模,卷邊模、壓花模、線切割加工的精密沖裁及各種用途沖壓模、難加工材料的塑性變形用具、冷鍛模具、深拉模具和搓絲模等上面。
❺ 模具材料深冷處理的作用有哪些
深冷抄處理是淬火後工襲件冷卻過程的延續,在模具行業中的應用主要體現在冷作模具鋼和高速鋼、軸承鋼,冷作模具和模具配件都有深冷技術應用的案例。
深冷將會改變一些相關機械性能,主要作用如下幾點:
提升工件的硬度及強度
保證工件的尺寸精度
提高工件的耐磨性
提高工件的沖擊韌性
改善工件內應力分布,提高疲勞強度
提高工件的耐腐蝕性能。
❻ 常用的冷沖壓模具材料有哪些,各有什麼用途
沖壓模具工作零件材料的要求
沖壓模具工作時要承受沖擊、振動、摩擦、高壓和拉伸、彎扭等負荷,甚至在較高的溫度下工作(如冷擠壓),工作條件復雜,易發生磨損、疲勞、斷裂、變形等現象。因此,對模具工作零件材料的要求比普通零件高。
由於各類沖壓模具的工作條件不同,所以對模具工作零件材料的要求也有所差異。
1.沖裁模材料的要求
對於薄板沖裁模具的工作零件用材要求具有高的耐磨性和硬度,而對厚板沖裁 模除了 要求具有高的耐磨性、抗壓屈服點外,為防止模具斷裂或崩刃 ,還應具有高的斷裂抗力、較高的抗彎強度和韌性。
2. 拉深模材料的要求
要求模具工作零件材料具有良好的抗粘附性(抗咬合性)、高的耐磨性和硬度、一定的強韌性以及較好的切削加工性能,而且熱處理時變形要小。
3. 冷擠壓模材料 的要求
要求模具工作零件有高的強度和硬度、高耐磨性,為避免沖擊折斷,還要求有一定的韌性。由於擠壓時會產生較大的升溫,所以還應具有一定的耐熱疲勞性和熱硬性
11.2.2 沖壓模具材料的種類及特性
製造沖壓模具的材料有鋼材、硬質合金、 鋼結硬質合金、鋅基合金、低熔點合金、鋁青銅、高分子材料等等。目前製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、基體鋼以及硬質合金、 鋼結硬質合金 等等。
1. 碳素工具鋼
在模具中應用較多的碳素工具鋼為T8A、T10A等,優點為加工性能好,價格便宜。但淬透性和紅硬性差,熱處理變形大,承載能力較低。
2. 低合金工具鋼
低合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎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。用於製造模具的低合金鋼有 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代號CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代號GD)等。
3. 高碳高鉻工具鋼
常用的高碳高鉻工具鋼有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1(代號D2),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,承載能力僅次於高速鋼。但碳化物偏析嚴重 ,必須進行反復鐓拔 (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。
4. 高碳中鉻工具鋼
用於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定性。與碳化物偏析相對較嚴重的高碳高鉻鋼相比,性能有所改善。
5. 高速鋼
高速鋼具有模具鋼中最高的 的 硬度、耐磨性和抗壓強度,承載能力很高。模具中常用的有 W18Cr4V(代號8-4-1)和含鎢量較少的W6Mo5 Cr4V2(代號6-5-4-2,美國牌號為M2)以及為提高韌性開發的 降碳降釩 高速鋼 6W6Mo5 Cr4V(代號6W6或稱低碳M2)。高速鋼也需要改 鍛 ,以改善其碳化物分布 。
6. 基體鋼
在高速鋼的基本成分上添加少量的其它元素,適當增減含碳量,以改善鋼的性能。這樣的鋼種統稱基體鋼。它們不僅有高速鋼的特點,具有一定的耐磨性和硬度,而且抗疲勞強度和韌性均優於高速鋼,為高強 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65Nb)、7Cr7Mo2V2Si(代號LD)、5Cr4Mo3SiMnVAL(代號012AL)等。
7. 硬質合金和鋼結硬質合金
硬質合金的硬度和耐磨性高於其它任何種類的模具鋼,但抗彎強度和韌性差。用作模具的硬質合金是 鎢鈷類 ,對沖擊性小而耐磨性要求高的模具,可選用 含鈷量較低 的硬質合金。對沖擊性大的模具,可選用 含鈷量較高 的硬質合金。
鋼結硬質合金 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 鈦或碳化鎢為硬質相 ,用粉末冶金方法燒結而成。鋼結硬質合金 的基體是鋼,克服了硬質合金韌性較差、加工困難的缺點,可以切削、焊接、鍛造和熱處理。 鋼結硬質合金含有大量的碳化物,雖然硬度和耐磨性低於硬質合金,但仍高於其它鋼種,經淬火、回火後硬度可達 68 ~ 73HRC。
11.2.3 沖壓模具材料的選用及熱處理要求
一. 沖裁模具材料的選用及熱處理要求
選用沖裁模具材料應考慮工件生產的批量,若批量不大就沒有必要選擇高壽命的模具材料;還應考慮被沖工件的材質,不同材質適用的模具材料亦有所不同。對於沖裁模具,耐磨性是決定模具壽命的重要因素,鋼材的耐磨性取決於碳化物等硬質點相的狀況和基體的硬度,兩者的硬度越高,碳化物的數量越多,則耐磨性越好。常用沖壓模具鋼材耐磨性 的劣優依次 為碳素工具鋼 — 合金工具鋼 — 基體鋼 — 高碳高鉻鋼 — 高速鋼 — 鋼結 硬質合金 — 硬質合金。
此外還必須考慮工件的厚度、形狀、尺寸大小、精度要求等因素對模具材料選擇的影響。
1.傳統模具用鋼
長期以來,國內薄板沖裁模用鋼為 T10A 、 CrWMn 、9Mn2V、Cr12 和 Cr12MoV 等。
其中 T10A 為碳素工具鋼,有一定強度和韌性。但耐磨性不高,淬火容易變形及開裂,淬透性差,只適用於工件形狀簡單、尺寸小、數量少的沖裁模具。
T10A 碳素工具鋼的熱處理工藝為: 760~810 ℃水或油 淬, 160~180 ℃ 回火,硬度 59~62HRC 。
CrWMn 、 9Mn2V 是高碳低合金鋼種,淬火操作簡便,淬透性優於碳素工具鋼,變形易控制。但耐磨性和韌性仍較低,應用於中等批量、工件形狀較復雜的沖裁模具。 CrWMn 鋼的熱處理工藝為:淬火溫度 820~840 ℃ 油冷 ,回火溫度 200 ℃,硬度 60~62HRC 。 9Mn2V 鋼的熱處理工藝為:淬火溫度 780~820 ℃ 油冷 ,回火溫度 150~200 ℃,空冷,硬度 60~62HRC 。注意 回火溫度在 200~300 ℃范圍有回火脆性和顯著體積膨脹,應予避開。
Cr12 和 Cr12MoV 為高碳高鉻鋼,耐磨性較高,淬火時變形很小,淬透性好,可用於大批量生產的模具,如硅鋼片沖裁模。但該類鋼種存在碳化物不均勻性,易產生碳化物偏析,沖裁時容易出現崩 刃 或斷裂。其中, Cr12 含碳量較高,碳化物分布不均比 Cr12MoV 嚴重,脆性更大一些。
Cr12 型鋼的熱處理工藝選擇取決於模具的使用要求,當模具要求比較小的變形和一定韌性時,可採用低溫淬火、回火( Cr12 為 950~980 ℃淬火, 150~200 ℃回火; Cr12MoV 為 1020~1050 ℃淬火, 180~200 ℃回火 )。若要提高模具的使用溫度,改善其淬透性和紅硬性,可採用高溫淬火、回火 ( Cr12 為 1000~1100 ℃淬火, 480~500 ℃回火; Cr12MoV 為 1110~1140 ℃淬火, 500~520 ℃回火 )。
高鉻鋼在 275~375 ℃區域有回火脆性,應予避免。
2.常用模具新鋼種
為了彌補傳統模具鋼種性能的不足,國內開發或引進了以下性能較好的沖壓模具用鋼:
( 1 ) Cr12Mo1V1 (代號 D2 )鋼 為仿美國 ASTM 標准中的 D2 鋼引進 的鋼種,屬 Cr12 型鋼。由於 D2 鋼中 Mo 、 V 含量增加,細化了晶粒,改善了碳化物的分布狀況,因此 D2 鋼的強韌性(沖擊韌度、抗彎強度、撓度)比 Cr12MoV 鋼有所提高,耐磨性和抗回火穩定性也比 Cr12MoV 更高。可用深冷處理,提高硬度並改善尺寸穩定性。用 D2 鋼製作的沖裁模具壽命要高於 Cr12MoV 鋼模具。
D2 鋼的鍛造性能和熱塑成形性比 Cr12MoV 鋼略差,機械加工性能和熱處理工藝與 Cr12 型鋼相似。
( 2 ) Cr6WV 鋼 為高 耐磨微 變形高碳中鉻鋼,碳、鉻含量均低於 Cr12 型鋼,碳化物的分布狀態較 Cr12MoV 均勻,具有良好的淬透性。熱處理變形小,機械加工性能較好。抗彎強度、沖擊韌度優於 Cr12MoV , 只是耐磨性略低於 Cr12 型鋼。用於承受較大沖擊力的高硬度、高耐磨板料沖裁模,其效果好於 Cr12 型鋼。
鋼的常用熱處理工藝為:淬火溫度9701 ~ 000℃,一般可熱油或硝鹽分級淬火冷卻,尺寸不大的部件可採取空冷。淬火後應立即回火,回火溫度160210 ~ ℃,硬度 58 ~ 62HRC。
( 3 ) Cr4W2MoV 鋼 也是高 耐磨微 變形高碳中鉻鋼,替代 Cr12 型鋼而研製的鋼種,碳化物均勻性好,耐磨性高於 Cr12MoV ,適於製作形狀復雜、尺寸精度要求高的沖壓模具,可用於硅鋼片沖裁模。
Cr4W2MoV 鋼的熱處理工藝:要求強度、韌性較高時,採用低溫淬火、低溫回火工藝:淬火溫度 960~980 ℃,回火溫度 280~320 ℃,硬度 60~62HRC 。要求熱硬性和耐磨性較高時,採用高溫淬火、高溫回火工藝:淬火溫度 1020~1040 ℃,回火溫度 50 0~540 ℃,硬度 60~62HRC 。
( 4 ) 7CrSiMnMoV( 代號 CH-1) 鋼 為 空淬微變形低合金鋼、火焰淬火鋼,可以利用火焰進行局部淬火,淬硬模具刃口部分。淬火溫度( 800~1000 ℃ ),具有良好的淬透性和 淬硬性 (可達 60 HRC 以上),強度和韌性較高,崩 刃 後能補焊。可代替 CrWMn 、 Cr12MoV 鋼,製作形狀復雜的沖裁模。 CH-1 鋼的推薦熱處理工藝:淬火溫度 900~920 ℃, 油冷 , 190~200 ℃ 回火 1~3 小時,硬度 58~62 HRC 。
( 5 ) 6CrNiSiMnMoV( 代號 GD) 鋼 為高韌性低合金鋼,淬透性好,空淬變形小,耐磨性較高。其強韌性顯著高於CrWMn 和 Cr12MoV 鋼,不易崩刃或斷裂。尤其適用於細長、薄片狀 凸模及 大型、形狀復雜、薄壁凸凹模。
GD 鋼的推薦熱處理工藝:淬火溫度 870~930 ℃( 900 ℃ 最佳 ),鹽浴爐加熱( 45s/mm ), 油冷或 空冷、風冷 , 175~230 ℃ 回火 2 小時,硬度 58~62 HRC 。由於空冷即可淬硬 ,也可採用火焰加熱淬火。
( 6 ) 9Cr6W3Mo2V2( 代號 GM) 鋼為高耐磨高強 韌 合金鋼,各項工藝性能良好,其耐磨性、強韌性、加工性能均優於 Cr12 型鋼,能夠用於高速壓力機沖壓下的多工位 級進模等 精密模具,是較理想的耐磨、精密沖壓模具用鋼。
GM 鋼的熱處理工藝:淬火溫度 1080~1120 ℃,硬度 64~66HRC 。 回火溫度 540~560 ℃,回火二次。
( 7 ) Cr8MoWV3Si ( 代號 ER5) 鋼 屬高耐磨高強韌合金鋼,具有較好的電火花加工性能,強度、韌性、耐磨性都優於 Cr12 型鋼,適用於大型精密沖壓模具。用於硅鋼片沖裁模,一次 刃 磨壽命為 21 萬次,總壽命高達 360 萬次,是目前合金鋼沖模沖裁硅鋼片的較高壽命水平。
ER5 鋼的推薦熱處理工藝:對高耐磨性、高強韌性的模具,採用 1150 ℃ 淬火, 520~530 ℃ 回火 3 次; 對重載服役條件下的模具,採用 1120~1130 ℃ 淬火, 550 ℃ 回火 3 次。
3 .硬質合金及鋼結硬質合金
當工件的批量極大時,可以考慮選用硬度和耐磨性比各類模具鋼種更高的硬質合金 或鋼結硬質合金 。用作模具材料的硬質合金為 鎢鈷類 ,隨著 含鈷量的增加,韌性及抗彎強度提高而硬度降低。對於承受沖擊力較小的模具,可以選用 含鈷量較低 的 YG10X ;承受沖擊力中等或較大的模具,可以選用含鈷量較高 的 YG15 或 YG20 。硬質合金的缺點為韌性較差、難以加工,作為模具的工作部件可以設計為鑲拼結構。 鋼結硬質合金的性能介於硬質合金和高速鋼之間,能夠機械加工和熱處理,可以用於製作復雜的高壽命模具。用作沖裁模 的鋼結硬質合金 有 DT 、 GT35 、 TLMW50 、 GW50 等。
厚板沖裁模具
厚板沖裁模承受的沖壓力高於薄板沖模,為重載沖裁模,易磨損、崩 刃 和斷裂,所以要求模具材料應具有高的耐磨性和強韌性。
傳統模具用鋼傳統的重載沖裁模具鋼種主要有 T8A 、 Cr12MoV 、 W18Cr4V 、
W6Mo5 Cr4V2 等。
其中 T8A 為碳素工具鋼,雖然淬透性、韌性比 T10A 鋼有所改善,但易殘存網狀碳化物、熱硬性差,只能用於工件批量較小的中厚沖裁模。 T8A 工具鋼的熱處理工藝為: 790~820 ℃水或油 淬, 160~180 ℃ 回火,硬度 58~61HRC 。
W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2為高速工具鋼,具有很高的硬度、抗壓強度和耐磨性,但韌性較低,工作時有可能產生崩 刃或斷裂,而且價格較貴。建議採用低溫淬火、快速加溫淬火等工藝措施來改善其韌性。對於工件批量較大的厚板沖裁模,可以用W18Cr4V、 W6Mo5Cr4V2鋼做 凸 模,Cr12MoV 鋼做凹模 。
W18Cr4V 鋼的推薦熱處理工藝: 1220~1250 ℃ 淬火; 550~570 ℃ 回火 3 次。
W6Mo5Cr4V2 鋼的推薦熱處理工藝: 1160~1200 ℃ 淬火 : 550~570 ℃ 回火 3 次。
3. 常用模具新鋼種
為了克服高速工具鋼的缺點,提高使用壽命,重載沖裁模具可選用 降碳降釩 高速鋼6 W6Mo5 Cr4V(6W6)和以高速鋼成分為基礎,添加少量的其它元素構成的高強韌性模具鋼 — 基體鋼,如 65Nb鋼、LD鋼、012AL鋼、CG-2 鋼等等 。
( 1)6 W6Mo5 Cr4V (6W6)鋼 為高強韌性高速鋼,由於降低了碳化物的含量和分布均勻性,使其在保持硬度和耐磨性的同時,抗彎強度、沖擊韌性和塑性都有顯著提高,雖然耐磨性略低,仍可用低溫 氮碳共滲提高 表面硬度和耐磨性。其熱處理工藝和高速鋼W6Mo5Cr4V2相似。
( 2 ) 6Cr4W3Mo2VNb (65Nb) 鋼 65Nb 鋼取自 W6Mo5CrV2 鋼正常 淬火後的基本成分,碳含量比高速鋼低,碳質量 分數 的中限為 0.65% ,故名 65Nb 。各合金元素在鋼中的作用和在高速鋼中相似, 另加入 3% 的 Nb 可形成高穩定性的碳化物 NbC ,能有效阻止奧氏體晶粒長大,改善鋼的力學性能和工藝性能。這種鋼具有較好的耐磨性和較強的高溫韌性,可以代替 Cr12MoV 、 W18Cr4V 鋼,用於重載沖裁模和冷擠壓模、 冷鐓模 。
65Nb 鋼鍛造和退火工藝性能良好,熱處理溫度范圍寬,淬火溫度可以在 1080~1180 ℃,回火溫度在 520~600 ℃之間選擇。當採用比 W6Mo5CrV2 鋼正常 淬火溫度低的溫度淬火後,其組織 為在碳含量 較低的馬氏體基體上均勻 分布有細粒狀未溶碳化物。通過熱處理參數的調整,可以得到不同的強度、韌性、耐磨性配合,以適合不同模具的性能要求。 65Nb 鋼的熱處理工藝: 1080~1180 ℃鹽浴爐加熱( 15~20s/mm )油 淬, 520~560 ℃ 回火 2 次,硬度 57~63 HRC 。
( 3 ) 7Cr7Mo2V2Si (LD) 鋼 LD 鋼含碳、 含鈷量高於 65Nb ,含釩量也較高。 釩可細化 晶粒,提高耐磨性。因此其抗壓、抗彎強度和耐磨性均高於 65Nb 由於具有良好的強韌性和耐磨性,因而適於製造各種重載模具。
LD 鋼的推薦熱處理工藝: 850 ℃預熱, 1100~1150 ℃ 淬火; 油冷後 530~570 ℃ 回火 2~3 次,每次 1~2 小時,硬度 57~63 HRC 。
( 4 ) 5Cr4Mo3SiMnVAL (012AL) 鋼 012AL 鋼中加入質量分數為 0.3~0.7% 的鋁,目的是為了細化晶粒,提高鋼的沖擊韌性和熱加工塑性,加 Si 則為了強化基體。 012AL 鋼強韌性高,綜合性能好,通用性強,是冷、熱兼用型模具鋼。其抗彎強度及撓度高於 W18Cr4V 高速鋼,代替高速鋼作模具時很少發生折斷現象。可以用作中厚板料沖裁模具和 各類冷 、熱作模具。
012AL 鋼的推薦熱處理工藝: 1090~1120 ℃鹽浴爐加熱( 30s/mm )油 淬, 510 ℃ 回火 2 次, 每次油冷 2 小時 ,硬度 60~62 HRC 。
( 5 ) 6Cr4Mo3Ni2WV(CG-2) 鋼 CG-2 鋼在成分中加 Ni ,強化了基體,改善了韌性和高溫性能。同時增加 Mo 減少 W ,以降低碳化物的偏析。 CG-2 鋼具有高的強度和強韌性,在熱處理到高硬度時仍能維持良好的韌性,較好地解決了高硬度與韌性的合理配合。但鍛造塑性較差,退火後硬度偏高。亦可用作中厚板料沖裁模具和 各類冷 、熱作模具。
CG-2 鋼的熱處理工藝:淬火溫度 1100~1140 ℃加熱( 20s/mm ), 油冷 , 540 ℃ 回火 2 次,每次 2 小時,空冷,硬度 60~62 HRC 。
二. 拉深模具材料的選用及熱處理要求
表 11.2.1 各種板料適用的 拉深模材料
由於拉深模具的失效主要為粘附磨損和磨粒磨損,並以粘附磨損為主。因此選用的模具材料必須具有較高的耐磨性和抗粘附性能,以及足夠的強度。按被拉深材料 考慮適用的拉 深模材料 可以參考表 11-1 。選用時還應考慮被拉深材料的板料厚度、 拉深件的 尺寸形狀以及生產批量的大小等因素。
(一) 輕載拉深(拉深薄鋼板和 銅、 鋁合金)時的模具材料
生產批量較小時,對於形狀簡單的筒形 淺拉深件 ,可選用 T8 、 T10 鋼; 對於形狀復雜的中小型件,選用 CrWMn 、 9Mn2V 。
中批量生產或生產批量較大時,選用 Cr12MoV 。
生產批量很大時,選用硬質合金 或鋼結硬質合金 。
(二)重載拉深(拉深厚鋼板、反拉深、變薄拉深)時的模具材料
生產批量較小時,可選用 T10 、 CrWMn 。
生產批量較大時,選用 Cr12MoV 以及 GM 鋼。 GM 鋼的強度和韌性高於高速鋼、 Cr12MoV ;抗粘附磨損和磨粒磨損能力明顯優於基體鋼和 Cr12MoV ,在拉 深模方面 已得到較好應用。
生產批量很大時,考慮選用硬質合金 或鋼結硬質合金 。
(三)拉深不銹鋼、 高鎳合金鋼 、耐熱鋼板的模具材料
拉深這類材料時,容易發生粘附和拉毛,首選模具材料為鋁青銅。
生產批量較小時,可選用鋁青銅、 T10A (鍍硬鉻,注意採用鍍硬鉻工藝時鍍層不能太厚,以防拉深時剝落)。
生產批量較大時,選用鋁青銅、 Cr12MoV 、 Cr12Mo1V1 (表面滲氮)。
生產批量很大時,選用硬質合金。
(四)大型 拉深件 、汽車覆蓋件的拉深模具材料
可以選用合金鑄鐵或高強度球墨鑄鐵。球墨鑄鐵能夠浸入潤滑油,組織中的石墨具有自潤滑作用,能有效地減輕拉深中的摩擦,而且成本較低、容易加工。
高強度球墨鑄鐵可以採用雙介質延遲冷卻馬氏體等溫淬火,以獲得較高的強度和韌性,硬度為 55~58 HRC 。先將模具緩慢預熱後再加熱至 880~900 ℃,保溫後先空氣預冷,然後鹽水 淬冷至 550 ℃左右即轉入 油冷,當模溫 降至 250 ℃左右,放入 180~200 ℃的熱油中等溫保持 2~3 小時,再將油溫降至 170 ℃左右等溫 5~7 小時,最後轉入空冷。
❼ 熱作模具和冷作模具的區別是啥 它們分別有什麼特點
1、分類不同:冷作模具鋼包括製造沖截用的模具(落料沖孔模、修邊模、沖頭、剪刀)、冷鐓模和冷擠壓模、壓彎模及拉絲模等;熱作模具包括錘鍛模、熱擠壓模和壓鑄模三類。
2、工作條件不同:冷作模具鋼在工作時,需要模具有高的硬度和耐磨性、高的抗彎強度和足夠的韌性,以保證沖壓過程的順利進行;熱作模具工作時需要熱作模具鋼的基本使用性能具是熱塑變抗力高,包括高溫硬度和高溫強度、高的熱塑變抗力以及很好熱疲勞抗力。
性能特點:
受沖擊負荷且刀間單薄的冷作模具;尺寸大、形狀復雜重負荷錘鍛模用鋼,具有很高的力學性能,特別是塑變抗力及韌性高。
而熱擠壓模用鋼,具有很高的回火穩定性和高的耐熱疲勞性能。
(7)冷作模具鋼有什麼功效擴展閱讀
選用方法:
1、冷作模具鋼選用時需考慮加工方法、應力狀態、成形加工對象的材料性質、生產數量、板材厚度等,此外模具的大小及尺寸精度也是不可忽略的因素。
2、負荷較小或小批量生產時使用低合金工具鋼(SKS),負荷較大或大批量生產時使用冷作模具鋼(SKD),負荷更大時選用高速工具鋼及粉末高速工具鋼。
3、適用於耐磨場合的有冷作模具鋼、高速工具鋼及高合金高速工具鋼,適用於耐沖擊場合的有8Cr-2Mo系模具鋼和基體型高速工具鋼。
參考資料
網路-冷作模具鋼
網路-熱作模具鋼
❽ 冷作模具鋼的典型特點有哪些
冷作模具鋼的使用性能
1)較高的耐磨性
冷作模具在工作時,表面與坯料之間產生許多次摩擦,模具在這種情況下必須仍能保持較低的表面粗糙度值和較高的尺寸精度,以防止早期失效。
由於模具材料的硬度和組織是影響模具耐磨性能的重要因素,因此為了提高冷作模具的抗磨性能,通常要求模具硬度高於加工件硬度30%~50%,材料的組織為回火馬氏體或下貝氏體,其上分布均勻、細小的顆粒狀碳化物。要達到此目的,鋼中的碳的質量分數一般都在0.60%以上。
2)較高的強度和韌性
模具的強度是指模具零件在工作過程中抵抗變形和斷裂的能力。強度指標是冷作模具設計和材料選擇的重要依據,主要包括拉伸屈服點、壓縮屈服點等。屈服點是衡量模具零件塑性變形抗力的指標,也是最常用的強度指標。為了獲得高的強度,在模具製造過程中,要模具材料的韌性,要根據模具工作條件來決定,對於強烈沖擊載荷的模具,如冷作模具的凸模、冷鐓模具等,因受沖擊載荷較大,需要高的韌性。對於一般工作條件下的冷作模具,通常受到的是小能量多次沖擊載荷的作用,模具的失效形式是疲勞斷裂,因此模具不必具有過高的沖擊韌度值。
3)較強的抗咬合性
咬合抗力實際就是對發生「冷焊」的抵抗能力。通常在干摩擦條件下,把被試驗模具鋼試樣,與具有咬合傾向的材料(如奧氏體鋼),進行恆速對偶摩擦運動,以一定速度逐漸增大載荷,此時轉矩也相應增大。當載荷加大到某一臨界值時,轉矩突然急劇增大,這意味著發生咬合,這一載荷稱為「咬合臨界載荷」。臨界載荷越高,標志著咬合抗力越強。
4)受熱軟化能力
受熱軟化能力反映了冷作模具鋼在承載時溫升對硬度、變形抗力及耐磨性的影響。表徵冷作模具鋼受熱軟化抗力的指標主要有軟化溫度(℃)和二次硬化硬度(HRC)。
❾ 製造模具的材料主要有哪幾種都有什麼特點啊
模具鋼按用途可分三大類:1.冷作模具鋼
2.熱作模具鋼
3.塑料模具鋼。
特點:冷作模具鋼側重硬度
耐磨性
含碳量高,
合金元素以增加淬透性,提高耐磨性為主。
熱作模具鋼對硬度要求適當,側重於紅硬性,導熱性
耐磨性,因此含碳量低,合金元素以
增加淬透性,提高耐磨性
紅硬性為主。
塑料模具鋼耐腐濁
耐磨性
抗熱疲勞性很好,材料硬度均勻.拋光性能優越,雜質含量低。
生產周期穩定。
❿ 模具鋼的用途是什麼
模具鋼是用來製造冷沖模、熱鍛模、壓鑄模等模具的鋼種。模具是機械製造、無線電儀表、電機、電器等工業部門中製造零件的主要加工工具。模具的質量直接影響著壓力加工工藝的質量、產品的精度產量和生產成本,而模具的質量與使用壽命除了靠合理的結構設計和加工精度外,主要受模具材料和熱處理的影響。
加工模具時用的,由於模具的用途很廣,各種模具的工作條件差別很大,所以,製造模具用材料范圍很廣,在模具材料中應用最廣的當屬模具鋼。從—般的碳素結構鋼、碳素工具鋼、合金結構鋼、合金工具鋼、彈簧鋼、高速工具鋼、不銹耐熱鋼直到適應特殊模具需要的馬氏體時效鋼以及粉末高速鋼、粉末高合金模具鋼等。模具鋼按用途一般可分為冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼三大類。
冷作模具鋼:
冷作模具鋼主要用於製造對冷狀態下的工件進行壓製成型的模具。如:冷沖裁模具、冷沖壓模具、冷拉深模具、壓印模具、冷擠壓模具、螺紋壓制模具和粉末壓制模具等。冷作模具鋼的范圍很廣,從各種碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼到粉末高速工具鋼和粉末高合金模具鋼。
熱作模具鋼:
熱作模具鋼主要用於製造對高溫狀態下的工件進行壓力加工的模具。如:熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱鐓鍛模具等。常用的熱作模具鋼有:中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具鋼;對特殊要求的熱作模具鋼,有時採用高合金奧氏體耐熱模具鋼製造。
塑料模具鋼:
由於塑料的品種很多,對塑料製品的要求差別也很大,對製造塑料模具的材料也提出了各種不同的性 能要求。所以,不少工業發達的國家已經形成了范圍很廣的塑料模具用鋼系列。包括碳素結構鋼、滲碳型 塑料模具鋼、預硬型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、耐蝕塑料模具鋼、易切塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、馬氏體時效鋼以及鏡面拋光用塑料模具鋼等。
參考:
http://ke..com/link?url=-_hv9Xka1MJGNlehIJG-K#4