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模具鋼材料的性能解讀

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模具鋼材料的性能解讀

發布日期:2019-03-26 作者: 點擊:

一.模具鋼的分類及發展


模具用鋼主要分三大類,冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼。


目前我國常用的冷作模具鋼仍多是碳素工具鋼(T7A、T8A、T10A、T12A)、低合金工具鋼CrWMn、高碳高鉻鋼Cr12、Cr12MoV、高速鋼W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等傳統的典型鋼種,不過也引進。研制了多種新的鋼種以适應不斷提高的要求。


熱作模具鋼主要用于制造高溫狀态下進行壓力加工的模具,如熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱镦模具等。随鍛壓機械能力的加大、加工件形狀的複雜化,尤其是被加工材料加工難度的增大,如加工钛合金、高合金鋼、不鏽鋼和耐熱鋼,模具趨向大型化、高性能。對熱作模具用鋼性能的要求也越來越高,傳統的熱作模具鋼5CrNiMo和5CrMnMo鋼由于熱強性、熱穩定性較低、易龜裂和塌陷,使用壽命短。3Cr2W8V鋼由于鎢含量高、耐熱振性較差、易熱疲勞,導緻龜裂等缺陷。近年來,一些具有較高的熱強性、高的熱疲勞性和良好的韌性的新型熱作模具鋼相繼問世。


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二. 沖裁模


沖裁模具,是在冷沖壓加工中,将金屬或非金屬加工成零件或半成品的一種特殊工藝裝備。是沿封閉或敞開的輪廓線使材料産生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。


當被沖裁加工的材料較硬或變形抗力較大時,沖模的凸、凹模應選取耐磨性好、強度高的材料。而導柱導套則要求耐磨和較好的韌性,故多采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,由于它的耐沖擊性好反而成為優點。對于固定闆、卸料闆類零件,不但要有足夠的強度,而且要求在工作過程中變形小。另外,還可以采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。對于凸、凹模工作條件較差的冷擠壓模,應選取有足夠硬度、強度、韌性、耐磨性等綜合機械性能較好的模具鋼,同時應具有一定的紅硬性和熱疲勞強度等。


所以在制造沖裁模具的材料應有一定的選擇,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适量的合金元素。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。用于制造模具的低合金鋼有 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV、6CrNiSiMnMoV等。


3. 高碳高鉻工具鋼:常用的高碳高鉻工具鋼有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1,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,承載能力僅次于高速鋼。但碳化物偏析嚴重,必須進行反複镦拔(軸向镦、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:用于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和含鎢量較少的W6Mo5 Cr4V2以及為提高韌性開發的降碳降釩 高速鋼 6W6Mo5 Cr4V。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,适當增減含碳量,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于高速鋼,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、7Cr7Mo2V2Si、5Cr4Mo3SiMnVAL等。


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相關标簽:青島模具鋼

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