沖壓模具材料選用

1、.沖壓模具材料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(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(diǎn)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、 9

2、Mn2V、Cr12 和 Cr12MoV等。其中 T10A為碳素工具鋼，有一定強(qiáng)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：760810 水或油淬， 160180 回火，硬度5962HRC。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(fù)雜的沖裁模具。CrWMn鋼的熱處理工藝為：淬火溫度820840 油冷，回火溫度200 ，硬度6062HRC。 9Mn2V鋼的熱處理工藝為：淬火溫度780820 油冷 ，回火溫度 15

3、0200 ，空冷，硬度 6062HRC。注意回火溫度在 200300 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(yán)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(dāng)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 950980 淬火， 150200 回火； Cr12MoV為 10201050 淬火， 1

4、80200 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 10001100 淬火， 480500 回火； Cr12MoV為 11101140 淬火， 500520 回火）。高鉻鋼在275375 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(bǔ)傳統(tǒng)模具鋼種性能的不足，國內(nèi)開發(fā)或引進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)中的 D2 鋼引進(jìn)的鋼種，屬Cr12 型鋼。由于D2 鋼中 Mo、V 含量增加，細(xì)化了晶粒，改善了碳化物的分布狀況，因此D2 鋼的強(qiáng)韌性（沖擊韌度、抗彎;.強(qiáng)度、撓

5、度）比 Cr12MoV鋼有所提高，耐磨性和抗回火穩(wěn)定性也比 Cr12MoV更高?？捎蒙罾涮幚恚岣哂捕炔⒏纳瞥叽绶€(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(jī)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(jī)械加工性能較好。 抗彎強(qiáng)度、沖擊韌度優(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

6、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(fù)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(qiáng)度、韌性較高時，采用低溫淬火、低溫回火工藝：淬火溫度960980 ，回火溫度 280320 ，硬度 6062HRC。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 1

7、0201040 ，回火溫度 50 0540 ，硬度 6062HRC。（ 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(jìn)行局部淬火，淬硬模具刃口部分。淬火溫度（8001000），具有良好的淬透性和淬硬性（可達(dá)60 HRC以上），強(qiáng)度和韌性較高，崩刃 后能補(bǔ)焊?？纱鍯rWMn、 Cr12MoV鋼，制作形狀復(fù)雜的沖裁模。CH-1 鋼的推薦熱處理工藝：淬火溫度900920 ，油冷，190200 回火13 小時，硬度5862 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(qiáng)韌性顯著高于Cr

8、WMn和 Cr12MoV鋼，不易崩刃或斷裂。尤其適用于細(xì)長、薄片狀凸模及大型、形狀復(fù)雜、薄壁凸凹模。GD鋼的推薦熱處理工藝：淬火溫度870930 （900 最佳），鹽浴爐加熱（45s/mm），油冷或 空冷、風(fēng)冷，175230 回火 2 小時，硬度 5862 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(qiáng)韌合金鋼，各項(xiàng)工藝性能良好，其耐磨性、強(qiáng)韌性、加工性能均優(yōu)于Cr12 型鋼，能夠用于高速壓力機(jī)沖壓下的多工位級進(jìn)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10801120 ，硬度 6466HRC。回

9、火溫度 540560 ，回火二次。 -（ 7）Cr8MoWV3Si (代號 ER5)鋼屬高耐磨高強(qiáng)韌合金鋼，具有較好的電火花加工性能，強(qiáng)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(dá)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(qiáng)韌性的模具，采用1150 淬火， 520530 回火3次；對重載服役條件下的模具，采用11201130 淬火， 550 回火3 次。3硬質(zhì)合金及鋼結(jié)硬質(zhì)合金當(dāng)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(qiáng)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