| 服務(wù)項目 | 瀏覽量1 | 發(fā)布時間2015-06-09 |
| 品牌伏羲 | 所在地廣東 東莞 | 起訂≥10 公斤 |
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冷作模具鋼包括制造沖截用的模具（落料沖孔模、修邊模、沖頭、剪刀）、冷鐓模和冷擠壓模、壓彎模及拉絲模等[1]
2相關(guān)要求
冷作模具鋼在工作時．由于被加工材料的變形抗力比較大，模具的工作部分承受很大的壓力、彎
曲力、沖擊力及摩擦力。因此，冷作模具的正常報廢原因一般是磨損．也有因斷裂、崩力和變形超差而提前失效的。
冷作模具鋼與刃具鋼相比．有許多共同點。要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗彎強度和足夠的韌性，以保證沖壓過程的順利進行、其不同之處在于模具形狀及加I工藝復(fù)雜．而且摩擦面積大．磨損可能性大．所以修磨起來困難。因此要求具有更高的耐磨化模具工作時承受沖壓力大．又由于形狀復(fù)雜易于產(chǎn)生應(yīng)力集中，所以要求具有較高的韌性；模具尺寸大、形狀復(fù)雜．所以要求較高的淬透性、較小的變形及開裂傾向性。總之，冷作模具鋼在淬透性、耐磨性與韌性等方面的要求要較刃具鋼高一些．而在紅硬性方面卻要求較低或基本上沒要求（因為是冷態(tài)成形），所以也相應(yīng)形成了一些適于做冷作模具用的鋼種，例如，發(fā)展了高耐磨、微變形冷作模具用鋼及高韌性冷作模具用鋼等。下面結(jié)合有關(guān)鋼種選用進一步說明。[2]
3鋼種選擇
通常接冷作模具的使用條件，可以將鋼種選擇分為以下四種情況：
（1）尺寸小、形狀簡單、輕負(fù)荷的冷作模具。例如．小沖頭，剪落鋼板的剪刀等可選用T7A、 T8A、T10A、T12A等碳素工具鋼制造。這類鋼的優(yōu)點是；可加工性好、價格便宜、來源容易。但其缺點是：淬透性低、耐磨性差、淬火變形大。因此，只適于制造一些尺寸小、形狀簡單、輕負(fù)荷的工具以及要求硬化層不深并保持高韌性的冷像模等。
（2）尺寸大、形狀復(fù)雜、輕負(fù)荷的冷作模具。常用的鋼種有9SiCr、CrWMn、GCr15及9Mn2V等低合金刃具鋼。這些鋼在油中的淬透直徑大體上可達(dá)40mm以上。其中9Mn2V鋼是我國發(fā)展的一種不含Cr的冷作模具用鋼．可代替或部分代替含Cr的鋼。
9Mn2V鋼的碳化物不均勻性和淬火開裂傾向性比CrWMn鋼小、脫碳傾向性比9SiCr鋼小，而淬透性比碳素工具鋼大．其價格只比后者高約30%因此是一個值得推廣使用的鋼種。
但9Mn2V鋼也存在一些缺點如沖擊韌性不高，在生產(chǎn)使用中發(fā)現(xiàn)有碎裂現(xiàn)象．另外回火穩(wěn)定性較差，回火溫度一般不超過180℃在200℃回火時抗彎強度及韌性開始出現(xiàn)低值。
9Mn2V鋼可在硝鹽、熱油等冷卻能力較為緩和的淬火介質(zhì)中淬火。對于一些變形要求嚴(yán)格而硬度要求又不很高的模具，可采用奧氏體等溫淬火。
3）尺寸大、形狀復(fù)雜重負(fù)荷的冷作模具。須采用中合金或高合金鋼．如Cr12Mo、Crl2MoV、Cr6WVCr4W2MoV等，另外也有選用高速鋼的。
用高速鋼做冷作模具的傾向巴日趨增大、但應(yīng)指出，此時已不再是利用高速鋼所特有的紅硬性長處．而用它的高淬透性和高耐磨性。為此．在熱處理工藝上也應(yīng)有所區(qū)別。
選用高速鋼做冷模具時．應(yīng)采用低溫淬火．以提高韌性。例如W18Cr4V鋼做刃具時常用的淬火溫度為1280-1290℃。而做冷作模具時，則應(yīng)采用1190℃的低溫淬火。又如W6Mo5Cr4V2鋼．采用低溫淬火后可使壽命大大提高、特別是顯著減少了折損率。
〔4)受沖擊負(fù)荷且刀間單薄的冷作模具。如上所述．前三類冷作模具用鋼的使用性能要求均以高耐磨性為主為此均采用高碳過共析鋼乃至榮氏體鋼。而對有的冷作模具加切邊樓、沖裁模等．其對口單?。褂脮r又受沖擊負(fù)荷作用則應(yīng)以要求高的沖擊韌性為主。為了解決這一矛盾．可采取以下措施．①降低合碳量．采用亞共折鋼．以避免由于一次及二次碳化物而引起鋼的韌性下降；②加入Si．、Cr等合金元素．以提高鋼的回火穩(wěn)定性和回火溫度（240一270℃回火）這樣有利于充分消除淬火應(yīng)力使嘰提高．而又不致降低硬度；②加入W等形成難熔碳化物的元素以細(xì)化晶粒、提高韌性。常用的高韌性冷作模具用鋼有6SiCr、4CrW2Si；、5CrW2Si等。
4鋼性能
在用Cr12型鋼或高速鋼做冷作模具時，一個很突出的問題是鋼的脆性大．使用中易開裂。為此，必須用充分鍛打的方法細(xì)化碳化物．除此之外應(yīng)發(fā)展新鋼種。發(fā)展新鋼種的著眼點，應(yīng)是降低鋼的含碳量及碳化物形成元素的數(shù)量。國內(nèi)研制并推廣以下幾種新鋼種、如表4.11所示。
Cr4W2MoV 鋼具有高硬巨、高耐磨性和淬透性好等優(yōu)點．并具有較好的回火穩(wěn)定性及綜合力學(xué)性能．用干制造硅鋼片沖模等．可使壽命比Cr12MoV鋼提高1～3倍以上但此鋼鍛造溫區(qū)范圍較窄，鍛造河縣開裂．應(yīng)嚴(yán)格控制鍛造溫度和操作規(guī)認(rèn)Cr2Mn2SiWMoV鋼淬火溫度低、淬火變形小、淬透性高．有空淬微變形模具鋼之稱7W7Cr4MoV鋼可代W18Cr4V和Cr12MoV鋼．其特點是鋼的碳化物不均勻性和韌性得到很大的改善。
5壽命
⒈夾雜物的含量增加
鋼中的夾雜物是工模具內(nèi)部產(chǎn)生裂紋的起源。尤其是脆性氧化物和硅酸鹽等夾雜物，在熱加工是不發(fā)生塑性變形，從而引起脆性的碎裂而形成微裂紋，在進一步的熱處理和使用中，該裂紋進一步引起模具的開裂。例如。Cr4W2MoV鋼制造的沖壓手表零件用的冷沖模，其沖頭經(jīng)粗加工、熱處理并磨削加工后，發(fā)現(xiàn)頭部中心有許多小孔洞，致使一批沖頭全部報廢，經(jīng)分析發(fā)出鋼中含有大量的呈鏈狀分布的硅酸鹽夾雜物，經(jīng)機加工后剝落而造成小孔洞。
⒉碳化物分布不均勻引起的失效
Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1等萊氏體型模具鋼，具有大量共晶碳化物，當(dāng)鍛造比小或澆注溫度控制不適當(dāng)時，在鋼材中易呈帶狀或網(wǎng)狀碳化物的偏析，使模具零件在淬火時常常出現(xiàn)沿著帶狀或網(wǎng)狀碳化物嚴(yán)重的部位裂紋，或在使用過程中內(nèi)部裂紋進一步擴展而引起失效。例如，采用Φ50mm的共晶碳化物不均勻度超過4級的鋼材制造沖頭在使用過程中易發(fā)生斷裂。
⒊鍛造質(zhì)量不好引起的失效
鋼材的鍛造質(zhì)量的好壞，直接影響模具的使用壽命。鍛造的加熱制度與變形工藝不當(dāng)，會引起鋼材產(chǎn)生過燒、表面裂紋、內(nèi)裂、角裂等缺陷。這些會降低模具的使用壽命，甚至直接報廢。對于高碳高鉻的萊氏體鋼，由于導(dǎo)熱性較差，若鍛造加熱時加熱速度過快，保溫時間不足，造成鍛造時鋼坯內(nèi)外溫差大，產(chǎn)生內(nèi)部裂紋。
⒋表面質(zhì)量差
合金模具鋼材如果表面脫碳嚴(yán)重，在機加工后，仍有殘留脫碳層，這樣在模具最終的熱處理時，由于內(nèi)外層組織不同而造成明顯的應(yīng)力，從而導(dǎo)致模具的淬火裂紋；另一方面，淬火后模具表面層的硬度偏低，且截面硬度分布不均勻，降低了模具的使用壽命。
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