冷作模具钢的热处理工艺
三、拉深模具材料的选材方法 拉深又称拉延和压延,是利用模具使平面材料变成开口空心零件的冲压方法。拉深模
主要用于板材的冷拉深成形。在拉深时,冲击力很小,主要要求模具材料具备高的强度和 磨性,在工作时不发生粘附和划伤,并具有一定韧性和较好的可加工性,同时要求热处理 形小。通常要求拉深凸模热处理后硬度为58~62HRC,凹模硬度为62~64HRC。 1)对于中、小型模具,可选用质量较好的模具钢。 2)对于大、中型模具,在满足模具使用性能要求的前提下,应尽量采用价格低的材料, 球墨铸铁等。 3)对于大批量生产的模具或模具上磨损严重的部位,可采用镶嵌模块式的办法解决,即在 金铸铁模框中镶嵌质量较好的材料作模芯。 4)为了防粘附,在拉深铝、铜合金和碳素钢时,可对凸模和凹模材料来渗氮和镀铬。
一、冷作模具钢的选材原则 模具材料的选择影响模具常规使用的寿命的长短及模具成本的多少,选择时要考虑以下几点 1.使用性能 选择模具材料时,首先一定要满足模具的使用性能要求,考虑模具的工作条件、结
尺寸和生产批量等,以此来确定模具材料应具备的主要性能指标,以满足主要的几个性能 求。
一、冷作模具钢的性能要求 冷作模具是在常温下完成对金属或非金属材料来塑性变形的模具。冷作模具种类多,
形状结构差异性大,工作条件和性能要求不一,对模具钢要求比较高。对冷作模具钢的力学性 能有如下基础要求。 1.良好的耐磨性
冷冲裁模具钢的选用主要是依据产品的形状、尺寸、厚度、尺寸公差、被冲材料特性、工 作载荷、模具的常规使用的寿命、生产批量和模具成本等因素来决定。
1)一般形状简单、载荷轻的冲裁模,可尽量采用成本低的碳素工具钢制造,只要热处理工艺适当 可完全达到使用要求。
2)形状复杂、尺寸较大、工作载荷较轻且要求热处理变形小的冲裁模,可选用低合金工具钢制造 3)对于大、中型模具,制造工艺复杂,加工成本高,材料成本只占模具总成本的10%~18%,因 选用高耐磨、高淬透性、变形小的高碳中铬钢、高铬钢、高速钢、基体钢以及高强韧性低合金冷作模 钢制造。 4)对于大量生产的冷冲裁模,要求常规使用的寿命高,可选用硬质合金和钢结硬质合金来制造。
模具工作时模具表面与坯料非间接接触,接触处应力高,摩擦力大,坯料可能被模具 “冷焊”在模具型腔表面而ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ成金属瘤,在以后的坯料成形中在工件表面产生划痕。抗咬合 能力就是对有几率发生的“冷焊”的抵抗能力。
二、冷作模具钢的分类 冷作模具是应用广泛的一类模具,其产值占模具产值的1/3左右,采用的材料也很广泛
四、冷挤压模材料的选材方法 冷挤压模主要由凸模及凹模组合,包括正挤压、反挤压、复合挤压三种。冷挤压模的
3.良好的抗疲劳性 冷作模具一般是在交变载荷下工作的,所以所发生的破坏多为疲劳破坏,即工作载荷
在材料的屈服强度以内,加工少数的坯料后也有几率发生破坏,因此要求其工作应力应在 材料的疲劳强度以内。模具钢抵抗疲劳破坏的能力与其化学成分、组织状态、碳化物形态及 分布、表面粗糙度等有关,模具的结构设计也不同程度影响到模具的抗疲劳性。 4.抗咬合粘结能力
2.工艺性能 模具材料一般应具有优良的可锻性与可加工性;对尺寸较大、精度较高的重载模具, 要求有较好的淬透性,较小的氧化、脱碳、淬火变形和开裂倾向等;对要焊接加工的模具 还应有较好的焊接性。 3.经济性 在满足前两项要求的前提下,尽可能选用价格低的材料,多用货源丰富、供应方便 材料,少用和不用稀缺贵重的材料。
失效方式主要是擦伤或氧化磨损。所以,冷挤压模具一定要有高的强韧性和良好的耐磨性 为了更好的提高冷挤压模的常规使用的寿命,保证冷挤压模的使用性能,在选材上应注意以下几点。
1)碳素工具钢和低合金工具钢淬硬性、强韧性和耐磨性较差,工作过程中易折断、弯曲和磨损,因此 宜作挤压应力较小、批量也不大的正挤压模具。 2)正挤压模具普遍采用的钢种是Cr12,但在使用中因其韧性低、脆断倾向大,因而正逐步被新型冷作 具钢替代。 3)高速钢与Cr12型钢有同样的问题,即韧性低、易脆断。为克服高速钢的缺点,发扬其优点,生产中 用低温淬火来提高钢的断裂抗力。 4)新型冷作模具钢(降碳高速钢、基体钢)用于冷挤压模具效果十分显著,降碳高速钢大多数都用在冷挤压 头,但如果制件的生产批量很大,其耐磨性还是有所欠缺。 5)大批量生产的冷挤压模具应采用硬质合金,应用最多的是钢结硬质合金,一般用作冷挤压凹模。
五、冷镦模具材料的选材方法 冷镦时,金属毛坯在室温下受到冲击压力而发生塑性变形,并在模具中使坯料体积重
新分布与转移,从而得到所需要的形状。冷镦成形工艺大多数都用在紧固件、滚动轴承、滚子链 条及汽车零件的加工。
二、冷冲裁模材料的选材方法 冲裁模的工作部位是刃口,正常失效形式主要是磨损,刃口由锋利变圆钝。磨损达到一
定程度,会使冲裁件产生毛刺。对冲裁模的主要性能要求有高的硬度和耐磨性,足够的抗压 抗弯强度和适当的韧性。对于薄板冲裁,以高耐磨、高精度要求为主;对于厚板冲裁,除需 要高耐磨性外,还应具有高的强韧性。
冷作模具工作时,模具与坯料之间产生多次摩擦,模具必须在这种情况下仍能保持较 低的表面粗糙度值和较高的尺寸精度,以防早期失效。影响模具耐磨性的重要的因素是材料的 硬度和组织,一般模具钢的硬度应高于坯料硬度30%~50%。 2.足够的强度和一定的韧性
冷作模具的设计与使用,一定要保证其有一定的强度,防止由于冲击、重载荷、偏心弯 曲载荷、应力集中等引起模具的破裂和折断。冷作模具工作时受冲击载荷较大,当受偏心弯 曲载荷(如细长冲头)作用或有应力集中时,应有一定的韧性。