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標題: 模具材料及熱處理工藝 [打印本頁]

作者: gj5202014gs 時間: 2015-10-10 15:17
標題: 模具材料及熱處理工藝
選用沖裁模具材料應(yīng)考慮工件生產(chǎn)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(yīng)考慮被沖工件的材質(zhì)，不同材質(zhì)適用的模具材料亦有所不同,。對于沖裁模具,，耐磨性是決定模具壽命的重要因素,，鋼材的耐磨性取決于碳化物等硬質(zhì)點相的狀況和基體的硬度，兩者的硬度越高,，碳化物的數(shù)量越多,，則耐磨性越好。

常用沖壓模具鋼材耐磨性的劣優(yōu)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(jié) 硬質(zhì)合金—硬質(zhì)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(tǒng)模具用鋼

長期以來，國內(nèi)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,，只適用于工件形狀簡單、尺寸小,、數(shù)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(yōu)于碳素工具鋼，變形易控制,。但耐磨性和韌性仍較低,，應(yīng)用于中等批量、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(yīng)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,，可用于大批量生產(chǎn)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(chǎn)生碳化物偏析，沖裁時容易出現(xiàn)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于模具的使用要求,，當模具要求比較小的變形和一定韌性時，可采用低溫淬火,、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,，可采用高溫淬火,、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(qū)域有回火脆性,，應(yīng)予避免,。

2.常用模具新鋼種

為了彌補傳統(tǒng)模具鋼種性能的不足，國內(nèi)開發(fā)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標準中的D2鋼引進的鋼種,，屬Cr12型鋼,。由于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(wěn)定性也比Cr12MoV更高,。（可用深冷處理，提高硬度并改善尺寸穩(wěn)定性,。用D2鋼制作的沖裁模具壽命要高于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、鉻含量均低于Cr12型鋼,，碳化物的分布狀態(tài)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,�,？箯潖姸取_擊韌度優(yōu)于Cr12MoV,，只是耐磨性略低于Cr12型鋼,。用于承受較大沖擊力的高硬度、高耐磨板料沖裁模,，其效果好于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,，尺寸不大的部件可采取空冷,。淬火后應(yīng)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型鋼而研制的鋼種,，碳化物均勻性好,，耐磨性高于Cr12MoV，適于制作形狀復雜,、尺寸精度要求高的沖壓模具,，可用于硅鋼片沖裁模。Cr4W2MoV鋼的熱處理工藝：要求強度,、韌性較高時,，采用低溫淬火、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,，采用高溫淬火,、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，崩刃后能補焊�,？纱鍯rWMn,、Cr12MoV鋼，制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。其強韌性顯著高于CrWMn和Cr12MoV鋼,，不易崩刃或斷裂,。尤其適用于細長、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。由于空冷即可淬硬 ,，也可采用火焰加熱淬火,。

（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(yōu)于Cr12型鋼,，能夠用于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(yōu)于Cr12型鋼,，適用于大型精密沖壓模具,。用于硅鋼片沖裁模，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,，采用1150 ℃淬火，520~530 ℃回火3次,；對重載服役條件下的模具,，采用1120~1130 ℃淬火，550 ℃回火3次,。

3．硬質(zhì)合金及鋼結(jié)硬質(zhì)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(zhì)合金或鋼結(jié)硬質(zhì)合金。用作模具材料的硬質(zhì)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。對于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(zhì)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(shè)計為鑲拼結(jié)構(gòu),。鋼結(jié)硬質(zhì)合金的性能介于硬質(zhì)合金和高速鋼之間,，能夠機械加工和熱處理，可以用于制作復雜的高壽命模具,。用作沖裁模的鋼結(jié)硬質(zhì)合金有DT,、GT35、TLMW50,、GW50等,。

作者: laodongbeiren 時間: 2015-10-10 18:03
很好，收藏了

作者: ygang86 時間: 2015-10-11 21:37
美國D2很貴價格是國內(nèi)的三倍

作者: 一路一路 時間: 2015-10-14 10:56
保存下來看看

作者: wuqk0221 時間: 2015-10-16 11:23

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