⑴ 比較熱作模具鋼和冷作模具鋼合金化和熱處理的特點,分析合金元素作用的異同
一、冷作模具鋼
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
1.冷作模具鋼的工作條件及性能要求
冷作模具鋼在工作時.由於被加工材料的變形抗力比較大,模具的工作部分承受很大的壓力、彎曲力、沖擊力及摩擦力。因此,冷作模具的正常報廢原因一般是磨損.也有因斷裂、崩力和變形超差而提前失效的。
冷作模具鋼與刃具鋼相比.有很多共同點。要求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、其不同之處在於模具外形及加I工藝復雜.而且摩擦面積大.磨損可能性大.所以修磨起來困難。因此要求具有更高的耐磨化模具工作時承受沖壓力大.又由於外形復雜易於產生應力集中,所以要求具有較高的韌性;模具尺寸大、外形復雜.所以要求較高的淬透性、較小的變形及開裂傾向性。總之,冷作模具鋼在淬透性、耐磨性與韌性等方面的要求要較刃具鋼高一些.而在紅硬性方面卻要求較低或基本上沒要求(由於是冷態成形),所以也相應形成了一些適於做冷作模具用的鋼種,例如,發展了高耐磨、微變形冷作模具用鋼及高韌性冷作模具用鋼等。下面結合有關鋼種選用進一步說明。
2.鋼種選擇
通常接冷作模具的使用條件,可以將鋼種選擇分為以下四種情況:
(1)尺寸小、外形簡單、輕負荷的冷作模具。例如.小沖頭,剪落鋼板的剪刀等可選用T7A、 T8A、T10A、T12A等碳素工具鋼製造。這類鋼的優點是;可加工性好、價格便宜、來源輕易。但其缺點是:淬透性低、耐磨性差、淬火變形大。因此,只適於製造一些尺寸小、外形簡單、輕負荷的工具以及要求硬化層不深並保持高韌性的冷像模等。
(2)尺寸大、外形復雜、輕負荷的冷作模具。常用的鋼種有9SiCr、CrWMn、GCr15及 9Mn2V等低合金刃具鋼。這些鋼在油中的淬透直徑大體上可達40mm以上。其中9Mn2V鋼是我國近年來發展的一種不含Cr的冷作模具用鋼.可代替或部分代替含Cr的鋼。
9Mn2V鋼的碳化物不均勻性和淬火開裂傾向性比CrWMn鋼小、脫碳傾向性比9SiCr鋼小,而淬透性比碳素工具鋼大.其價格只比後者高約30%因此是一個值得推廣使用的鋼種。
但9Mn2V鋼也存在一些缺點如沖擊韌性不高,在生產使用中發現有碎裂現象.另外回火穩定性較差,回火溫度一般不超過180℃在200℃回火時抗彎強度及韌性開始出現低值。
9Mn2V鋼可在硝鹽、熱油等冷卻能力較為緩和的淬火介質中淬火。對於一些變形要求嚴格而硬度要求又不很高的模具,可採用奧氏體等溫淬火。
(3)尺寸大、外形復雜重負荷的冷作模具。須採用中合金或高合金鋼.如Cr12Mo、 Crl2MoV、 Cr6WV Cr4W2MoV等,另外也有選用高速鋼的。
近年來用高速鋼做冷作模具的傾向巴日趨增大、但應指出,此時已不再是利用高速鋼所特有的紅硬性優點.而用它的高淬透性和高耐磨性。為此.在熱處理工藝上也應有所區別。
選用高速鋼做冷模具時.應採用低溫淬火.以進步韌性。例如 W18Cr4V鋼做刃具時常用的淬火溫度為1280-1290℃。而做冷作模具時,則應採用1190℃的低溫淬火。又如 W6Mo5Cr4V2鋼.採用低溫淬火後可使壽命大大進步、特別是明顯減少了折損率。
〔4)受沖擊負荷且刀間單薄的冷作模具。如上所述.前三類冷作模具用鋼的使用性能要求均以高耐磨性為主為此均採用高碳過共析鋼乃至榮氏體鋼。而對有的冷作模具加切邊樓、沖裁模等.其對口單薄.使用時又受沖擊負荷作用則應以要求高的沖擊韌性為主。為了解決這一矛盾.可採取以下措施.①降低合碳量.採用亞共折鋼.以避免由於一次及二次碳化物而引起鋼的韌性下降;②加進Si.、Cr等合金元素.以進步鋼的回火穩定性和回火溫度(240一270℃回火)這樣有利於充分消除淬火應力使嘰進步.而又不致降低硬度;②加進W等形成難熔碳化物的元素以細化晶粒、進步韌性。常用的高韌性冷作模具用鋼有6SiCr、4CrW2Si;、5CrW2Si等。
3.充分發揮冷作模具鋼性能潛力的途徑
在用Cr12型鋼或高速鋼做冷作模具時,一個很突出的題目是鋼的脆性大.使用中易開裂。為此,必須用充分鍛打的方法細化碳化物.除此之外應發展新鋼種。發展新鋼種的著眼點,應是降低鋼的含碳量及碳化物形成元素的數目。
Cr4W2MoV 鋼具有高硬巨、高耐磨性和淬透性好等優點.並具有較好的回火穩定性及綜協力學性能.用干製造硅鋼片沖模等.可使壽命比Cr12MoV鋼進步1~3倍以上但此鋼鑄造溫區范圍較窄,鑄造河縣開裂.應嚴格控制鑄造溫度和操縱規認Cr2Mn2SiWMoV鋼淬火溫度低、淬火變形小、淬透性高.有空淬微變形模具鋼之稱7W7Cr4MoV鋼可代W18Cr4V和Cr12MoV鋼.其特點是鋼的碳化物不均勻性和韌性得到很大的改善。
二、熱作模具鋼
1.熱作模具的工作條件
熱作模具包括錘鍛模、熱擠壓模和壓鑄模三類。如前所述.熱作模具工作條件的主要特點是與熱態金屬相接觸、這是與冷作模具工作條件的主要區別。因此會帶來以下兩方面的題目:
(l)模腔表層金屬受熱。通常錘鍛模工作時.其模腔表面溫度可達300~400℃以上熱擠壓模可達500一800℃以上;壓鑄模模腔溫度與壓鑄材料種類及澆注溫度有關。如壓鑄玄色金屬時模腔溫度可達1000℃以上。這樣高的使用溫度會使模腔表面硬度和強度明顯降低,在使用中易發生打垛。為此.對熱模具鋼的基本使用性能要求是熱塑變抗力高,包括高溫硬度和高溫強度、高的熱塑變抗力,實際上反映了鋼的高回火穩定性。由此便可以找到熱模具鋼合金化的第一種途徑,即加進Cr、W、Si.等合金元素可以進步鋼的回火穩定性。
(2)模腔表層金屬產生熱疲憊(龜裂)。熱模的工作特點是具有間歇性.每次使熱態金屬成形後都要用水、油、空氣等介質冷卻模腔的表面。因此.熱模的工作狀態是反復受熱和冷卻,從而使模腔表層金屬產生反復的熱脹冷縮,即反復承受拉壓應力作用.其結果引起模腔表面出現龜裂,稱為熱疲憊現象,由此,對熱模具鋼提出了第二個基本使用性能要求.即具有高的熱疲憊抗力。一般說來,影響鋼的熱疲憊抗力的因素主要有:
①鋼的導熱性。鋼的導熱性高,可使模具表層金屬受熱程度降低,從而減小鋼的熱疲憊傾向性。一般以為鋼的導熱性與合碳量有關,含碳量高時導熱性低,所以熱作模具鋼不宜採用高碳鋼。在生產中通常採用中碳鋼(C0.3%5~0.6%)合碳量過低.會導致鋼的硬度和強度下降.也是不利的。
②鋼的臨界點影響。通常鋼的臨界點(Acl)越高.鋼的熱疲憊傾向性越低。因此.一般通過加進合金元素Cr、W、Si、引來進步鋼的臨界點。從而進步鋼的熱疲憊抗力。
2.常用熱作模具用鋼
(1)錘鍛模用鋼。一般說來,錘鍛模用鋼有兩個題目比較突出一是工作時受沖擊負荷作用.故對鋼的力學性能要求較高,特別是對塑變抗力及韌性要求較高;二是錘鍛模的截面尺寸較大(400mm)故對鋼的淬透性要求較高,以保證整個模具組織和性能均勻。
常用錘鍛樓用鋼有5CrNiMo、 5CrMnMo、 5CrNiW、 5CrNiTi及5CrMnMoSiV等。不同類型的錘眼模應選用不同的材料。對特大型或大型的錘鍛模以5CrNiMo為好.也可採用5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi等。對中小型的錘鍛模通常選用5CrMnMO鋼。
(2)熱擠壓模用鋼,熱擠壓模的工作特點是載入速度較慢,因此,模腔受熱溫度較高,通常可達500一800℃。對這類鋼的使用性能要求應以高的高溫強度(即高的回火穩定性)和高的耐熱疲憊性能為主。對ak及淬透性的要求可適當放低。一般的熱擠壓模尺寸較小,常小於 70~90 mm。
常用的熱擠壓模有4CrW2Si、3Cr2W8V及5%Cr型等熱作模具鋼.其化學成分如表4.16所示。
其中4CrW2Si.既可做冷作模具鋼,又可做熱作模具鋼.由於用途不同,可採用不同熱處理方法。作冷模時採用較低的淬火溫度(870—900℃)及低溫或中溫回火處理;作熱模時則採用較高的淬火溫度(一般為950一1000℃)及高溫回火處理。
(3)壓鑄模用鋼。從總體上看,壓鑄模用鋼的使用性能要求與熱擠壓模用鋼相近,即以要求高的回火穩定性與高的熱疲憊抗力為主。所以通常所選用的鋼種大體上與熱擠模用鋼相同.如常採用4CrW2Si.和3Cr2W8V等鋼。但又有所不同如對熔點較低Zn合金壓鑄模.可選用40Cr、30CrMnSi及40CrMo等;對Al和Mg合金壓鑄模,可選用4CrW2Si、4Cr5MoSiV 等對Cu合金壓鑄模.多採用3Cr2W8V鋼。
近年來.隨著玄色金屬壓鑄工藝的應用,多採用高熔點的鋁合金和鎳合金.或者對3Cr2W8V鋼進行Cr-Al-SI三元共滲,用以製造玄色金屬壓鑄模。最近國內外還正在試驗採用高強度的銅合金作玄色金屬的壓鑄模材料。
⑵ 冷作模具鋼可以在200度環境工作嗎
可以的。因為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。兩者相差不大。冷作模具鋼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。冷作模具鋼的工作條件及性能要求:冷作模具鋼在工作時,由於被加工材料的變形抗力比較大,模具的工作部分承受很大的壓力、彎曲力、沖擊力及摩擦力。
⑶ 模具預熱溫度因在什麼范圍比較合適
大約在150至260攝氏度。
控制模具溫度的目的和模具溫度對注塑件的影響注塑工藝中,控制模具溫度的主要目的一是將模具加熱到工作溫度,二是保持模具溫度恆定在工作溫度。
以上兩點做的成功的話,可以把循環時間最優化,進而保證注塑件穩定的高質量。模具溫度會影響表面質量,流動性,收縮率,注塑周期以及變形等幾方面。模具溫度過高或不足對不同的材料會帶來不同的影響。
對熱塑性塑料而言,模具溫度高一點通常會改善表面質量和流動性,但會延長冷卻時間和注塑周期。模具溫度低一點會降低在模具內的收縮,但會增加脫模後注塑件的收縮率。而對熱固性塑料來說,高一點的模具溫度通常會減少循環時間,且時間由零件冷卻所需時間決定。此外,在塑膠的加工中,高一點的模具溫度還會減少塑化時間,減少循環次數。
⑷ 鋁合金壓鑄模具的溫度控制在多少度
關於鋁合金壓鑄模具的溫度控制在多少度的問題,首先這個溫度根據不同用途設定不同,鋁合金壓鑄模溫機其控溫原理就是:高溫泵將導熱油爐吸入循環通路,壓鑄模溫機的控制系統控制導熱油在生產工藝要求的溫度下進行循環,當油的溫度低於設定值溫度時,加熱系統對導熱油進行加熱,使油溫達到設定的溫度;其次當油的溫度高於設定值溫度時,冷卻系統對導熱油進行冷卻,使油溫降到設定的溫度。
⑸ 模具硬度要達到多少度才使用長久
硬度與強度來並不是呈完全的正比源關系。但硬度越高,韌性越差。模具在高溫下生產會在冷熱交變的狀況下產生交變應力,如果模具的韌性不好而這些應力又沒有及時去除的話很容易開裂。一般情況對於小的簡單的產品模芯的硬度可以適當高些,控制在HRC50~52度,但對於大型模具或復雜模具,模芯的硬度多控制在HRC46~48度。還有就是不同成分的模具材料都有一個推薦的合理硬度。
至於鉻12,應該適合做冷沖模具,壓鑄模具都是採用熱作模具鋼材,例如H13、SKD61、8407、8418、DAC等等。適合於壓鑄銅合金的模具材料要求更高,可直接與模具材料商聯系。
⑹ 模具溫度一般多少
鋁合金壓鑄模具一般生產溫度在180~250℃,鎂合金模具一般在220~280℃。
壓鑄模溫機其特點PID控溫精度在±0.5℃左右,最高使用溫度可達350℃,在生產中起到預熱、升溫、控溫、冷卻等作用。
⑺ 鋁合金模具的平行度多少是最好
一般0.5-0.7mm每米,也有好的能夠達到0.05的,就是5絲
⑻ 鋁合金壓鑄一般合模時模具表面溫度為多少為最合適啊
開模後再3秒內測量面具表面溫度,應在180~300℃,過高的達到350~400℃,噴塗後,合模前應在120~240℃,過低的達到50~120℃。
⑼ 鋅合金壓鑄模正常溫度是多少
正常的。
壓鑄油溫加熱機的熱量相當高,如果熱量過快的傳遞,鑄件就會產生斑紋,如果過慢,就會降低效率。
適當的模具表面溫度分布必需因應產品的形狀,如厚度、橫切面厚薄變化等表面要求,及生產周期而決定。
一般的適當溫度為:合金模具表面大概溫度鋅合金100-200℃,再根據損耗,一般設定溫度比模具溫度高20度左右比較合適。
希望可以幫到你。
⑽ 模具加工與製造,要求模具的強度和硬度是多少
硬度與強度並不是呈完全的正比關系。但硬度越高,韌性越差。模具在高溫下生產會在冷熱交變的狀況下產生交變應力,如果模具的韌性不好而這些應力又沒有及時去除的話很容易開裂。一般情況對於小的簡單的產品模芯的硬度可以適當高些,控制HRC50~52度,但對於大型模具或復雜模具,模芯的硬度多控制在HRC46~48度。還有就是不同成分的模具材料都有一個推薦的合理硬度。至於鉻12,應該適合做冷沖模具,壓鑄模具都是採用熱作模具鋼材,例如H13、SKD61、8407、8418、DAC等等。適合於壓鑄銅合金的模具材料要求更高。材的強度與硬度有一定的比例關系,模具鋼的硬度高了,強度也會成比例的提高。一般冷沖模具的硬度在HRC58~62之間。注塑模具的硬度一般在HRC45~60之間。塑料模具一般對材料本身的硬度要求不是很高,但是,為了延長模具的使用壽命,一般會給模具的型腔、型芯表面滲氮、鍍鉻來提高硬度,來延長模具的使用壽命。滑塊導軌的高至少要為滑塊高的1/3,以保證滑塊穩定以及滑動順暢。有滑動摩擦的位置注意開設潤滑槽,為了防止潤滑油外流,不宜把槽開成「開式」,而應該為「封閉式」,一般可以用單片刀在銑床上直接銑出環形的儲油槽。固定模仁的型腔,對小模一般用線割,這樣可以提高模具的精度;而較大模的模腔一般銑削的形式加工出來。