模具加工如何選材料

A. 模具常用材料有那些

1、鍛造成形模具：鍛造與鑄造一樣，都是生產零、部件最常用的加工工藝，鍛造模具主要有：模鍛和大型壓力機用鍛模、螺旋壓力機用鍛模、平鍛機鍛模、輥鍛模等，同時，緊固件冷鐓模、擠壓模具、拉絲模具、液態鍛造用模具等都也同樣屬於鍛造模具。

2、沖壓模具：又被稱為沖模，沖壓模具在冷沖壓加工中，將材料進行加工，得到零件的工藝裝備。這個類型的模具主要包括沖裁模、彎曲模具、拉伸模具、單工序模具、復合沖模、級進沖模以及汽車覆蓋件沖模、組合沖模、電機硅鋼片沖模。

3、塑料成型模具：由於塑料在生活中的廣泛應用，塑料成型也是工業領域十分常見的一種加工材料。所以為了加工塑料，在模具中，就有了塑料成型的模具：壓塑模具、擠塑模具、注射模具、熱固性塑料注射模具、擠出成型模具發泡成型模具、低刀具工具泡注射成型模具以及吹塑成型模具都屬於塑料成型模具。

4、鑄造用金屬模具：這種類型的模具與壓鑄模具有一定類似的地方，不過它更專注鑄造，各種金屬零件鑄造時採用的金屬模型。

5、壓鑄模：鑄件是生產加工中比較常見的零部件種類之一，壓鑄的模具主要有熱室壓鑄機用壓鑄模、卧式冷室壓鑄機用、立式冷室壓鑄機用壓鑄模、全立式壓鑄機用壓鑄模、有色金屬壓鑄、黑色金屬壓鑄模。

6、粉末冶金模具成型模：粉末冶金模具成型模較為復雜，主要有：手動模、機動模、套類單向、雙向壓模、套類浮動壓模、整形模。而這幾種類型中，還有下屬的分類，其中，例如手動模就還包括：徑向整形模、帶外台階套類全整形模、帶球面件整形模等。

7、玻璃製品模具：玻璃製品用的模具，主要是根據加工形式進行分類，前者是成形瓶罐模具，後者是成形瓶罐模具，玻璃器皿用模具等。

8、橡膠成型模具：這時加工橡膠的模具，主要有壓膠模、擠膠模、注射模。

9、陶瓷模具：各種陶瓷器皿等製品用的成形金屬模具。

10、經濟模具（簡易模具）：這也是一些小企業常用的加工模具，因為其具有經濟性，所以深受大家歡迎。這種類型的模具主要有：低熔點合金成形模具、薄板沖模、疊層沖模、硅橡膠模、環氧樹脂模、陶瓷型精鑄模等。

B. 模具加工時的材料應考慮哪些因素

IGES是由美國的標准化組織ANSI在七十年代制定的，其間不斷發展完善，有不同的版本，近年進展不大，目前最高為V5.3版。軟體間使用IGES格式進行模型轉換，必須保證使用相同的版本。否則會產生幾何特徵丟失或精度下降，最常見的如：圓弧和樣條曲線變成折線、曲面間有縫隙等。

STEP是由國際標准化組織ISO在八十年代負責制定的，吸取了IGES許多經驗教訓，支持幾何體和裝配結構，以及更多的工藝信息，更全面、更龐大。據專業機構對一些零件進行測試以驗證曲面偏差，在UG、CATIA、Pro/ENGINEER之間的轉換，採用STEP的成功率為99%--100%，採用IGES的成功率為66%--98%。

如要減少轉換過程出現問題，其中一個方法便是使用直接介面。直接介面可讓系統直接讀取另一系統的文件，如Delcam的PowerMILL就擁有CATIA、Pro/ENGINEER、UG等主流系統的直接介面。但必須保證輸入軟體要及時升級，以保持與輸出軟體的版本格式同步。2.3.2不完整模型的影響許多CAD使用者往往走捷徑，以求縮短模型的造型時間。他們經常使用的技巧，是忽略相交面拐角處的圓倒角，甚至認為通過合適半徑的刀具便可直接進行加工。實際上，如果採用這種方法，刀具必須剛好切進尖銳的拐角，這使刀具的負荷猛然增加，是刀具進行直線切削時的3--4倍。有些CAM系統可以提供解決的方法，比如用擺線的刀路方式，但最好避免出現這種現象，確保CAD模型准確地表示需要加工的形狀。加工這類圓倒角最好使用半徑較小的刀具，在一般情況下，刀具的半徑是圓倒角的幾何尺寸的30%或更小，使拐角處的切削刀具路徑更加平順，避免刀具突然轉向。

C. 如何選擇塑膠模具材料及硬度

一、優良的切削加工性
大多數塑料成型模具，除EMD加工外還需進行一定的切削加工與鉗工修配。為延長切削刀具的使用壽命，增強切削性能，減少表面粗糙度，塑料模具用鋼的硬度必須適當。
二、良好的熱穩定性
塑料注射模的零件形狀往往比較復雜，淬火後難以加工，因此應盡量選用具有良好的熱穩定性的，當雙色模具成型加工經熱處理後因線膨脹系數小，熱處理變形小，溫度差異引起的尺寸變化率小，金相組織與模具尺寸穩定，可減少或不再進行加工，即可保證模具尺寸精度與表面粗糙度要求。
三、良好的拋光性能
高品質的雙色注塑塑料製品，要求型腔表面的粗糙度值小。例如，注塑模型腔表面粗糙度值要求小於Ra0.1～0.25的水平，光學面則要求Ra<0.01nm，型腔須進行拋光，減小表面粗糙度值。為此選用的鋼材要求材料雜質少、組織微細均一、無纖維方向性、拋光時不應出現麻點或桔皮狀缺陷。
四、足夠的表面硬度與耐磨性
塑料模的硬度通常在50-60HRC以下，經過熱處理的模具應有足夠的表面硬度，以保證模具有足夠的剛度。模具在工作中由於塑料的填充與流動要承受較大的壓應力與摩擦力，要求模具保持形狀的精度與尺寸精度的穩定性，保證模具有足夠的使用壽命。模具的耐磨性取決於鋼材的化學成分與熱處理硬度，因此增強模具的硬度有利於增強其耐磨性。
五、足夠的強度與耐磨性
50牌號的碳素鋼具有一定的強度與耐磨性，經調質處理後多用於模架材料。高碳工具鋼、低合金工具鋼經過熱處理後具有較高的強度與耐磨性，多用於成型零件。但高碳工具鋼因其熱處理變形大，僅適用於製造尺寸小、形狀簡單的成型零件。
隨著塑料工業的發展，塑料製品的復雜性、精度等要求愈來愈高，對雙色注塑模具材料也提出更高要求。對於製造復雜、精密與耐腐蝕性的塑料模，可採用預硬鋼(如PMS)、耐蝕鋼(如PCR)與低碳馬氏體時效鋼(如18Ni-250)，均具有較好的切削加工、熱處理與拋光性能及較高強度。
此外，在選擇材料時還須考慮防止擦傷與膠合，如兩表面存在相對運動的情況，則盡量避免選擇組織結構相同的材料，特殊狀況下可將一面施鍍或氮化，使兩面具有不同的表面結構。

D. 選用模具材料的方法是什麼簡單介紹下

在模具的整個製造過程中，模具材料的選用和工藝是否適當顯得尤為重要。沖壓模具受到沖擊、高壓和拉伸、彎扭等負荷，易發生磨損、疲勞、斷裂、變形等現象。由於各類模具的使用方向不同，所以對模具零件材料的要求也有所差異。
一、模具製造工藝的特點
（1）模具的多採用互換良好的零件，所以模具製造工藝過程中的重點為：模具成型件製造和模具裝配。
（2）模具製造工藝過程的切削和裝配工序所佔時間較長。因此成型件工藝以合理提高成型件的精度為主。
（3）根據模具成型件，及其型面製造精度要求高。須根據成形的特點實現數字化、一體化，以減少成形誤差。
二、模具製造材料的種類
製造沖壓模具的材料有鋼材、硬質合金、鋼結硬質合金、低熔點合金、鋁青銅等等。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、高速鋼以及硬質合金、鋼結硬質合金等等。
三、模具製造材料的選用
（1）沖裁模具材料的要求
對於沖裁模具零件用材要求具有高的耐磨度和硬度，而對厚板沖裁模具除了要求具有高的耐磨度、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度。
（2）冷擠壓模材料的要求
要求模具零件有高的強度和硬度、高耐磨度，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度。
（3）拉深模材料的要求
要求模具製造零件材料具有良好的抗粘附度(抗咬合度)、高的耐磨度和強韌度，以及較好的切削性能，而且熱處理時變形要小。
四、模具切削油品的使用
切削油在模具製造工藝中起到了關鍵作用，良好的冷卻性能和極壓抗磨性能對於刀具的使用壽命和模具精度的提升有了質的飛躍。根據工件材質的不同，切削油在選用時性能的側重點也不一樣，通常根據工藝難易度和給油方法及脫脂條件來決定。
（1）比較容易切削的材料，在防止產生劃痕的前提下會選用低粘度的切削油。
（2）容易產生硬化的材料，要求使用油膜強度高、抗燒結好的切削油。
（3）對於硬度較高的材料，一般使用含有硫氯復合型添加劑的切削油，在保證極壓性能的同時，避免工件出現毛刺、破裂等問題。

E. 製作模具，一般是使用什麼材料

摘要：通過對汽車模具設計標準的研究，介紹了幾種常用模具材料的使用性能，以及模具材料的成本、使用壽命等的比對。結果表明，合理的選用模具的材料，會降低成本、縮短製造周期、方便維修、減少鉗工勞動強度。

模具是沖壓生產的關鍵工藝裝備，隨著模具行業的不斷發展，模具在兵器工業、機械工業及日用品的生產中應用越來越廣泛。我國的模具行業已步入了高速發展時期，但模具的製造水平和使用性能與世界上發達國家相比，還有很大的差距。

現代汽車90%以上的白車身零件，都靠沖壓模具實現大批量生產。

根據汽車冷沖模具的使用壽命要求：在正常使用、維修狀態下，能多批次、小批量生產出50萬輛合格零件。故模具材料的性能、質量對模具的使用壽命有極大的影響。因此，模具材料的研究和開發，一直受到模具鋼生產廠商的重視，並得到了迅速的發展。

1.模具材料的現狀

近年來，我國模具鋼生產技術發展較快，用於製造冷沖壓模具材料主要分為以下幾類：

（1）高碳低合金冷作模具鋼，如：9SiCr、7CrSiMnMoV、8Cr2MnWMoVS等。

（2）抗磨損冷作模具鋼，如：6Cr4W3Mo2VNb、Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1等。

（3）抗沖擊冷作模具鋼，如：4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si等。

（4）冷作模具用高速鋼，如：W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N、W9Mo3Cr4V等。

2.汽車模具材料的使用性能

（1）沖裁模材料的使用要求

對於薄板沖裁模具的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、韌性。

（2）拉延、整形模材料的使用要求

要求模具工作零件材料具有高的耐磨性和硬度、一定的強韌性以及較好的切削加工性能、良好的抗粘附性（抗咬合性），而且熱處理時變形要小。

根據汽車廠生產沖壓件的模具現狀，汽車模具主要採用的材料為：鉬鉻鑄鐵、Cr12MoV、鑄態空冷鋼。

鉬鉻鑄鐵：屬於鎳硬白口鑄鐵系中高鉻白口鑄鐵的一種，由於其共晶組織由一種M7C3型碳化物和奧氏體其它轉變物組成，其基體退火成馬氏體後能表現出很高的耐磨性，同時其含有的鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性、錳能顯著提高韌性，而且鉬能使鋼的晶粒細化，提高淬透性。其熱處理的方法為表面淬火，大量節省熱處理時間，淬火後硬度HRC50

F. 冷作模具是如何選材的

冷作模具鋼
對冷作模具材料的主要性能要求是：良好的耐磨性，足夠的強度和韌性，高的疲勞壽命，良好的抗擦傷和咬合性能以及良好的工藝性能。
九十年代以前，國內常用的冷作模具鋼有：碳素工具鋼T1OA，合金工具鋼9SiCr、9Mn2V、CrWMn、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、5CrW2Si；高速工具鋼 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2；軸承鋼GCr15；彈簧鋼60Si2Mn，滲碳鋼20Cr、12CrNi3A；不銹鋼3Crl3等。其中用量最大的是 C r12、Cr12MoV、T10A、CrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCr15、60Si2Mn和 W18Cr4V。
為滿足生產要求，國內先後研究開發了一系列新型冷作模具鋼。

1、低合金冷作模具鋼
國內開發的低合金冷作模具鋼中，有7CrSiMnMoV（代號CH）、
6CrMnNiMoVSi（代號GD）、 6CrMnNiMoVWSi（DS）、CrNiWMoV等。這些鋼的淬透性好，淬火溫度較低，熱處理變形小，價格低，具有較好的強度和韌性的配合，適用於製造精度復雜模具。
7CrSiMnMoV，代號CH，在820～1000℃淬火，可獲得HRC60以上的硬度，是一種空淬微變形鋼，可以火焰加熱空冷淬硬。該鋼的耐磨性盡管比Cr12MoV差，但比9Mn2V和T10A好；抗彎強度、抗壓強度和沖擊韌性都優於Cr12MoV和9Mn2V；熱處理後的變形量和常用的Cr12MoV、Cr2Mn2SiWMoV、Cr4W2MoV等鋼相當。 CH鋼具有良好的強韌性和良好的工藝性，可用於代替T10A、9Mn2V、CrWMn、GCr15、Cr12MoV等製造對強韌性要求較高的冷作模具，如沖孔凸模、中薄鋼板（2～5mm厚）的修邊落料模等。由於該鋼可以採用火焰加熱空冷淬硬，所以也用於製造要求表面火焰淬火的部分汽車模具。 6CrMnNiMoVSi，代號GD，較CH鋼增加了0.85％左右的Ni，進一步強韌化了基體。該鋼的淬火溫度范圍較寬，淬透性好，也可火焰加熱空冷淬火，具有良好的強韌性。當用於製造易崩及斷裂的冷沖模具時，模具壽命較高。
2、高強韌耐磨鋼
Cr12系列冷作模具鋼是較廣泛採用的鋼種系列，具有良好的淬透性和耐磨性，但共晶碳化物偏析較嚴重，韌性較差，淬火後異常變形較大。為彌補此類鋼的性能缺陷，國內先後開發了一些高強韌耐磨鋼，如7 Cr7Mo2V2Si(代號 L D)、Cr8WmoV3Si(代號 ER5)、9 Cr6W3Mo2V2 (代號 GM)、Cr8MoV2Ti、80Cr7Mo3W2V等。與 Cr12、Cr12MoV相比，此類鋼的碳和鉻的含量較低，改善了碳化物不均性，提高了韌性；適當增加了 W、Mo、V等合金元素的含量，從而增強了二次硬化能力，提高了耐磨性。所以，此類鋼在具有良好的強韌性的同時，還有優良的耐磨性和較好的綜合性能，主要用於製造承受應力較大、要求高強韌性和耐磨損的各類冷作模具。
7Cr7Mo2V2Si，代號LD，最初是針對冷鐓模具而研製的。其碳含量低於 G．Steven推薦的'平衡碳'規律，使鋼在具有高硬度的同時，又具有較好的韌性；加入Cr、Mo、V元素，有利於二次硬化，保證鋼具有較高的硬度、強度和良好的耐磨性；加入一定量的 Si，以強化基體，提高回火穩定性。LD鋼常用的熱處理工藝是1100～1150℃ 淬火，530～570℃ 回火，回火後硬度 HRC57～63。1100℃淬火後的組織為細針馬氏體十殘留奧氏體十剩餘碳化物，晶粒度10.5級。 l100℃ 淬火、570℃回火後的組織為回火馬氏體十殘余碳化物。 LD鋼已被廣泛應用於製造冷鍛、冷沖、冷壓、冷彎等承受沖擊、彎曲應力較大，又要求耐磨損的各類冷作模具。
Cr8MoWV3Si，代號 ER5，在具有較高強韌性的同時，又具有突出好的耐磨性。該鋼在回火過程中彌散析出的特殊碳化物，是 ER5比 Crl2系鋼具有更高強韌性和耐磨性的重要原因。ER5鋼適用於製造承受沖擊力較大，沖擊速度較高的精密冷沖，重載冷沖以及要求高耐磨的其他冷作模具。
9Cr6W3Mo2V2，代號GM，也是以提高耐磨性為主要目的而研製的高耐磨冷作模具鋼。該鋼通過 Cr、 W、Mo、V等碳化物形成元素的合理配比，並根據'平衡碳'規律配碳，使鋼具有最佳的二次硬化能力及抗磨損能力，同時又保持了較高的強韌性和良好的冷熱加工性能，適用於製造沖裁、冷擠、冷鍛、冷剪、高強度螺栓滾絲輪等精密、高耐磨冷作模具。

G. 做模具最好的材料是什麼

有五金和塑膠。

五金模具分為：包括沖壓模 （ 如沖裁模具、彎曲模具內、拉深容模具、翻孔模具、縮孔模具、起伏模具、脹形模具、整形模具等）、鍛模（如模鍛模、鐓鍛模等）、擠壓模具、擠出模具、壓鑄模具、鍛造模具等；

非金屬模具分為：塑料模具、無機非金屬模具、砂型模具、真空模具和石蠟模具等。

(7)模具加工如何選材料擴展閱讀

模具基本特點：

(1) 加工精度要求高

一副模具一般是由凹模、凸模和模架組成，有些還可能是多件拼合模塊。於是上、下模的組合，鑲塊與型腔的組合，模塊之間的拼合均要求有很高的加工精度。精密模具的尺寸精度往往達μm級。

(2) 形面復雜

有些產品如汽車覆蓋件、飛機零件、玩具、家用電器，其形狀的表面是由多種曲面組合而成，因此，模具型腔面就很復雜。有些曲面必須用數學計算方法進行處理。

(3) 批量小

模具的生產不是大批量成批生產，在很多情況下往往只生產一付。

(4) 工序多

模具加工中總要用到銑、鏜、鑽、鉸和攻螺紋等多種工序。

(5) 重復性投產

模具的使用是有壽命的。當一付模具的使用超過其壽命時，就要更換新的模具，所以模具的生產往往有重復性。

H. 沖壓模具材料怎麼選擇合適的

沖壓模具材料的選用原則。在沖壓模具中，使用了各種金屬材料和非金屬材料，主要有碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄鋼、硬質合金、低熔點合金、鋅基合金、鋁青銅、合成樹脂、聚氨脂橡膠、塑料、層壓樺木板等。製造模具的材料，要求具有高硬度、高強度、高耐磨性、適當的韌性、高淬透性和熱處理不變形(或少變形)及淬火時不易開裂等性能。
合理選取模具材料及實施正確的熱處理工藝是保證模具壽命的關鍵。對用途不同的模具，根據其工作狀態、受力條件及被加工材料的性能、生產批量及生產率等因素綜合考慮，並對上述要求的各項性能有所側重，然後作出對鋼種及熱處理工藝的選擇。
1、生產批量，當沖壓件的生產批量很大時，模具的工作零件凸模和凹模的材料選取質量高、耐磨性好的模具鋼。對於模具的其它工藝結構部分和輔助結構部分的零件材料，也要提高。在批量不大時，對材料性能的要求，以降低成本。
2、被沖壓材料的，性能、模具零件的使用條件，當被沖壓加工的材料較硬或變形抗力較大時，沖模的凸、凹模選取耐磨性好、強度高的材料。拉深不銹鋼時，可採用鋁青銅凹模，因為它具有較好的抗粘著性。而導柱導套則要求耐磨和較好的韌性，故多採用低碳鋼表面滲碳淬火。又如，碳素工具鋼的主要不足是淬透性差，在沖模零件斷面尺寸較大時，淬火後其中心硬度仍然較低，但是，在行程次數很大的壓床上工作時，由於它的耐沖擊性好反而成為優點。對於固定板、卸料板類零件，不但要有足夠的強度，而且要求在工作過程中變形小。另外，還可以採用冷處理和深冷處理、真空處理和表面強化的方法提高模具零件的性能。對於凸、凹模工作條件較差的冷擠壓模，選取有足夠硬度、強度、韌性、耐磨性等綜合機械性能較好的模具鋼，同時具有一定的紅硬性和熱疲勞強度等。
3、沖壓材料性能，考慮材料的冷熱加工性能和工廠現有條件。
4、降低生產成本，注意採用微變形模具鋼，以減少機加工費用。
5、開發專用模具鋼，對特殊要求的模具，開發用具有專門性能的模具鋼。
6、考慮我國模具的生產和使用情況，選擇模具材料要根據模具零件的使用條件來決定，做到在滿足主要條件的前提下，選用價格低廉的材料，降低成本。

I. 如何選擇模具鋼材

（1）和塑膠材料的特性有關如PVC塑膠因為生產中會產生有腐蝕性的酸性氣體，如果用普回通鋼材，模具答很容易生銹，所以要選用耐腐蝕的鋼材，如2083，S136H等。
（2）和產品的要求有關有一些要求非常高的透明產品，如光學透鏡，眼鏡片，這就需要拋光性能非常好的鋼材，如S136，如果選錯了鋼材，到後期模具拋成鏡面時，會發現明顯的材料的紋路，這是無法通過拋光消除的，這樣的模具做出的產品也是達不到要求的。
（3）和模具壽命有關即使是同一個牌號的鋼材，價格都會有高低，當然價格高的材料質量會更好，如果模具壽命不需要很高，可以選擇相對便宜的鋼材。

J. 模具加工原料的選擇（塑料 復合材料）

看起來不像日常遇到的問題呢，是不是什麼考試題？

1. 第一個選材料，PC和專PVC都不行。PC的機屬械性能很好，耐低溫和耐高溫都不錯，但問題是其耐溶劑性很差，可以說大多數有機溶劑都可以溶化PC。至於PVC，上述的幾條大部分都不靠譜，耐低溫和耐高溫都不行，沖擊韌性也不好，只有耐化學腐蝕性略好。如果要我選擇材料，可以選共聚PP或者增韌改性PP。

2. 這個問題比較煩了，拉伸強度大於1000MPa，這個就要換算了，因為一般我們說到材料的拉伸強度，是做成標准樣條，ASTM D638的標准樣條的受力部分的橫截面是 10mm*4mm，但你這里光說是中空管材，這些條件算不出這個管材的橫截面積，所以沒法直接判斷了。不過一般做管材，如果要便宜，那不是PVC就是用PP，或者用HDPE也可以，這幾個耐水性都沒問題。 至於什麼復合材料，那個種類就太多了，主要根據你的需求來，你是要增加韌性還是增加硬度，還是要降低成本，這都有不同的改性方法，這就不多說了吧。