⑴ 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。
⑵ 冷沖模沖壓鋁管用什麼材質做模具最佳
你好!
你說的應該是鋁管沖孔模吧,沖鋁管的不管什麼類型的模具,對模具材料要求都不高,凸凹模刃口工作部分用好點即可,如Gr12、GrMoV、D2類料就行了,再好SKD11就很好了。其它非工作部分全部S45C、S50C甚至A3都可以。
希望對你有所幫助,望採納。
⑶ 冷沖壓模具中沖子和刀口材料有白鋼和鎢鋼,他們分別指什麼
冷沖壓模具直接抄靠沖擊力用襲模具將材料沖壓成型的模具。
沖子就是安裝在沖頭上用來沖擊打眼的器具,這種器具是冷作模具鋼做的。
冷作模具鋼是行業大詞,包含了一切刀模鋼和冷作模具鋼,其中涵蓋了你說的刀口材料、白鋼、鎢鋼等。
白鋼也叫鋒鋼和高速鋼,鎢鋼就是含有鎢的硬質合金,硬度度很高適合做高能刀具。
如果你不是業內人士可能短時間很難搞明白,建議分別搜索一下這些名詞的網路看看。
⑷ 冷沖壓,模具,模仁板是什麼材質
冷沖壓模具的凸模與凹模是高碳鋼材料製作的,模仁固定板是45#製作的。
⑸ 沖床模具用什麼材料
冷沖模具的鋼材:製作凸模、凹模使用Cr12、 Cr12MoV、 CrWMn比較多;其它的輔助件使用45#鋼、灰口鑄鐵。
⑹ 冷沖壓模具和塑料模具的各種鋼材的特性和用途!請大家幫忙
1. 低合金冷作模具鋼
低合金冷作模具鋼主要特點是工藝性好,淬火溫度低,熱處理變形小,強韌性好,並具有適當的耐磨性。GD(6CrMnNiMoVSi)鋼是一種低合金工具鋼,也是典型的高強高韌性冷作模具鋼,用於製作易崩刃、斷裂的冷沖模具,有較高的使用壽命。其化學成分見表1。
表1 幾種新型冷作模具鋼的成分 (W%)
號 C Cr Ni Si Mn Mo V W Nb
GD鋼 0.64-0.74 1.0-1.3 0.7-1.0 0.5-0.9 0.7-1.0 0.3-0.6 0.12
65Nb 0.6-0.7 3.8-4.4
0.35 0.40 2.0-2.5 0.8-1.1 2.5-3.0 0.2-0.3
CG-2 0.55-0.64 3.8-4.3 1.8-2.2 0.40 0.40 2.8-3.3 0.9-1.3 0.9-1.3
LD鋼 0.7-0.8 6.5-7.0
0.7-1.2 0.50 2.0-2.5 1.7-2.2
GM 0.86-0.94 5.6-6.4
2.0-2.5 1.7-2.2 2.8-3.2
GD鋼是在CrWMn鋼的基礎上,適當地降低碳含量,以減少碳化物偏析,同時增加鎳、哇、錳,以增加基體的強度和韌性,少量鉗和釩可以細化晶粒,提高淬透性和耐磨性。並增加回火穩定性,鉻的作用主要是提高淬透性。GD鋼基體具有較多的板條狀馬氏體,碳化物較少,且細小而均勻,可以取代CrWMn鋼和部分取代Cr12MoV鋼製造冷作模具,模具使用過程中很少崩韌和斷裂。力學性能見表2、表3。
表2 GD鋼淬火溫度與硬度的關系(HRC)
淬火溫度/℃ 810 840 870 900 930 960 1000
空冷硬度 63 65.5 65.5 66 65.5 66 65
油冷硬度 65.5 66 66 66 66 66 65
200℃回火硬度 59 60 61 61 61 60.5 61
230℃回火硬度 59.5 60 60 60 60 60 60
200℃回火硬度 59.5 59.5 59 58.5 58 60 59
` 表2列出了GD鋼在不同的淬火回火溫度下獲得的硬度。由於Si、Cr的共同作用,使其具有較高的回火穩定性,可滿冷作模具的要求。
表3 幾種冷作模具鋼的力學性能對比
鋼號 熱處理工藝 抗彎強度/MPa 沖擊韌性/J•mm-2 硬度/HRC
GD鋼 900℃油淬200℃回火 4483 149.1 61
GD鋼 930℃加熱250℃等溫55min+200℃回火2h 4650 171 59
CrWMn 840℃油淬200℃回火 3777 76.5 61
Cr12MoV 1020℃油淬200℃回火 2580 44.1 61
由表3可知,GD鋼的強韌性明顯高於對比鋼,GD鋼採用等溫淬火工藝,在馬氏體基體上分布適量下貝氏體,具有明顯的韌化效果,是進一步發揮材料潛能的有效途徑。實際使用情況見表4。由此可以看出,採用GD鋼制模具壽命明顯高於CrWMn鋼及Cr12MoV鋼。
表4 幾種冷作模具鋼的壽命對比(萬件)
模具類型 GD鋼 CrWMn Cr12MoV
沖裁模 1.2
0.6
沖壓模 6 3
擠壓模 0.8 0.001 0.001
凸模 75
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⑺ 五金冷沖壓模具用什麼鋼材 材料
五金冷沖壓模具使用的鋼材種類有:碳素工具鋼、低合金工具鋼內、高碳 高鉻或中鉻工具鋼、中容碳合金鋼、高速鋼、基體鋼以及硬質合金、 鋼結硬質合金等等。
五金冷沖壓模具使用的材料除了鋼材之外,還有硬質合金、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。
⑻ 製作沖模應該用什麼材料簡單的製作步驟是什麼
1、製造冷沖模模具材料有鋼材、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。
2、步驟:先粗加工,然後熱處理。熱處理後模具硬度很高,普通加工難以進行。但為了消除熱處理變形,某些精加工工序需要放在熱處理後進行,比如磨削、線切割等。
⑼ 沖壓模具用什麼鋼材
製造沖壓模具的材料來有鋼材、硬源質合金、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。
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。
在無法滿足成型條件的情況下,國際上逐漸研究超高強度鋼板的熱沖壓成形技術。該技術是綜合了成形、傳熱以及組織相變的一種新工藝,主要是利用高溫奧氏體狀態下,板料的塑性增加,屈服強度降低的特點,通過模具進行成形的工藝。
(9)冷沖壓模具是什麼材質擴展閱讀
沖壓模具的工藝性質類別:
a、沖裁模:沿封閉或敞開的輪廓線使材料產生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。
b、彎曲模:使板料毛坯或其他坯料沿著直線(彎曲線)產生彎曲變形,從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。
c、拉深模:是把板料毛坯製成開口空心件,或使空心件進一步改變形狀和尺寸的模具。
d、成形模:是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復製成形,而材料本身僅產生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。
⑽ 沖壓模具通常用什麼材料
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。具體介紹如下:
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W6Mo5Cr4V2(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6W6Mo5Cr4V(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。
【拓展資料】
一、沖壓模具的一般組成及作用:
1、上下托板、上下墊腳、上下模座:一般用A3、Q235等「軟料」做成,起支撐整個模具、方便架模、落料等作用。
2、上、下模板:上、下模板起固定刀口、入塊、入子、頂料銷等作用,外定位、內定位、浮升引導銷、兩用銷、導料板、浮塊這些也是固定在下模板上的,下模板硬度要求必須在HRC58~62左右,硬度太低會影響沖裁質量。厚度一般為25~40mm。有的刀口直接割在模板上的,即在模板上直接挖刀口,這樣做的話如果刀口缺了、打崩了、磨損了、有毛邊就不好修模。
還有一種做法是挖入塊,即把刀口挖在一個入塊上(該入塊習慣稱為「下模刀口」),然後再把下模刀口裝入下模板裡面。高度要保證和下模板一樣高,誤差要在正負1~2條之內,最好正負0、005mm以內,一般磨床師傅或鉗工師傅都可以達到。太多會把產品打出印子(模印)。
3、上、下墊板:墊板一般用Cr12製成。根據需要,每套模具的上下墊板厚度都不一樣,看沖裁力,如果沖的孔少的話,上下墊板可以適當做薄一點8~10mm即可,如果沖孔比較多的話,就要適當做厚一點,一般17~20mm左右。下墊板上主要是落料孔、彈簧過孔、螺絲過孔、導柱透氣孔等。
4、上、下夾板:上下夾板主要起固定凸模、沖頭、導柱之用,一般17~20mm即可。沖壓模具夾板的材料硬度一般不需要特別高,一般用軟料即可,但是太軟了也不行,有可能會把沖頭的掛台直接拉到夾板裡面去,把夾板拉壞。所以設計沖壓模具,要從所要總裁的工件的沖裁工藝來考慮其模具的結構、模具材料的選材,所選沖床的噸位,沖裁間隙的大小等等,才能使加工完的工件毛刺更小,延長模具的使用壽命。
5、止擋板、脫料板:止擋板用Cr12即可,但脫料板必須使用硬料如Cr12Mov。止擋板和脫料板是通過M6或M8螺絲打合銷然後鎖在一起的,止擋板上面主要是一些過孔,沖頭過孔、導柱過孔等。脫料板主要起脫料、壓料、導正沖頭等作用。
一般我們使用脫料板來導正凸模、導柱、沖頭。生產鋁料的話因為鋁屑容易跳進脫料板裡面,把沖頭拉毛、或卡住沖頭、把沖頭拉斷、拉出脫料板等,所以必須使用止擋板來導正沖頭,而脫料板單邊適當放大10~20條;或脫料板做兩節的,上面一節用來導正、下面一節同樣是單邊放大10~20條。止擋板一般厚度8~17毫米,也是根據沖孔的多少、所要受到的力的大小來看的;脫料板一般厚度20~25mm。
6、凹模、凸模:也稱沖頭或刀口,是用來把多餘的材料沖掉、切掉,或切開、刺破、拉伸。如:拉伸沖頭、折彎沖頭、滑塊的插刀、打沙拉沖頭、打凸包沖頭、抽芽沖、鉚合模的鉚合沖頭等等。。凹模凸模的材料需要的硬度較高,常用的凹模凸模材料有:Cr12Mo1v1、Cr12Mov、Skd-51、Skd-11、W6Mo5Cr4V2(鎢鋼)等。
【(10)冷沖壓模具是什麼材質擴展閱讀】
相關專業術語解釋:
挖:做模具人習慣稱呼,是指線切割框口的意思。比如:挖刀口、挖入塊等。
軟料:在沖壓模具中,是指硬度在HRC35左右、硬度比較低的模具鋼,如45#鋼、A3、Q235等。用硬度稍微高一點的東西在上面敲一下,就能敲出個坑出來,這種材料很軟、所以習慣稱為「軟料」,因為它的抗震性能比較好,一般用來製作沖壓模具的上下托板、上下墊腳、上下模座。
硬料:在沖壓模具中,是指硬度(熱處理後)在HRC58~62左右或以上的模具鋼料,如:Cr12、Cr12Mo1v1、Cr12Mov、Skd-51、Skd-11、W6Mo5Cr4V2(鎢鋼),這些鋼料硬度很高(但是也比較脆,稍微不注意有可能就被你搞崩掉一塊,55),一般用來做沖壓模具的刀口、沖頭或其它要求硬度較高的零件。