紅沖模具應該用什麽耐高溫的材料好點?
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適量的合金元素。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。用於制造模具的低合金鋼有 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代號CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代號GD)等。
3. 高碳高鉻工具鋼 常用的高碳高鉻工具鋼有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1(代號D2),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,承載能力僅次於高速鋼。但碳化物偏析嚴重 ,必須進行反復鐓拔 (軸向鐓、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 用於模具的高碳中鉻工具鋼有Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等,它們的含鉻量較低, ***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硬度、耐磨性和抗壓強度,承載能力很高。模具中常用的有 W18Cr4V(代號8-4-1)和含鎢量較少的W6Mo5 Cr4V2(代號6-5-4-2,美國牌號為M2)以及為提高韌性開發的 降碳降釩 高速鋼 6W6Mo5 Cr4V(代號6W6或稱低碳M2)。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,適當增減含碳量,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,具有壹定的耐磨性和硬度,而且抗疲勞強度和韌性均優於高速鋼,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(代號65Nb)、7Cr7Mo2V2Si(代號LD)、5Cr4Mo3SiMnVAL(代號012AL)等。
7. 硬質合金和鋼結硬質合金 硬質合金的硬度和耐磨性高於其它任何種類的模具鋼,但抗彎強度和韌性差。用作模具的硬質合金是鎢鈷類 ,對沖擊性小而耐磨性要求高的模具,可選用含鈷量較低 的硬質合金。對沖擊性大的模具,可選用 含鈷量較高 的硬質合金。
鋼結硬質合金 是以鐵粉加入少量的合金元素粉末(如鉻、 鉬 、鎢、釩等)做粘合劑,以碳化鈦或碳化鎢為硬質相,用粉末冶金方法燒結而成。鋼結硬質合金 的基體是鋼,克服了硬質合金韌性較差、加工困難的缺點,可以切削、焊接、鍛造和熱處理。 鋼結硬質合金含有大量的碳化物,雖然硬度和耐磨性低於硬質合金,但仍高於其它鋼種,經淬火、回火後硬度可達 68 ~ 73HRC。
沖壓模具材料的選用及熱處理要求
選用沖裁模具材料應考慮工件生產的批量,若批量不大就沒有必要選擇高壽命的模具材料;還應考慮被沖工件的材質,不同材質適用的模具材料亦有所不同。對於沖裁模具,耐磨性是決定模具壽命的重要因素,鋼材的耐磨性取決於碳化物等硬質點相的狀況和基體的硬度,兩者的硬度越高,碳化物的數量越多,則耐磨性越好。
常用沖壓模具鋼材耐磨性 的劣優依次 為碳素工具鋼 — 合金工具鋼 — 基體鋼 — 高碳高鉻鋼 — 高速鋼 — 鋼結 硬質合金 — 硬質合金。
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.傳統模具用鋼 長期以來,國內薄板沖裁模用鋼為 T10A 、 CrWMn 、9Mn2V、Cr12 和 Cr12MoV 等。
其中 T10A 為碳素工具鋼,有壹定強度和韌性。但耐磨性不高,淬火容易變形及開裂,淬透性差,只適用於工件形狀簡單、尺寸小、數量少的沖裁模具
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,淬透性優於碳素工具鋼,變形易控制。但耐磨性和韌性仍較低,應用於中等批量、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 。註意 回火溫度在 200~300 ℃範圍有回火脆性和顯著體積膨脹,應予避開。
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,可用於大批量生產的模具,如矽鋼片沖裁模。但該類鋼種存在碳化物不均勻性,易產生碳化物偏析,沖裁時容易出現崩 刃 或斷裂。其中, Cr12 含碳量較高,碳化物分布不均比 Cr12MoV 嚴重,脆性更大壹些。
Cr12 型鋼的熱處理工藝選擇取決於模具的使用要求,當模具要求比較小的變形和壹定韌性時,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 ℃區域有回火脆性,應予避免。
2.常用模具新鋼種
為了彌補傳統模具鋼種性能的不足,國內開發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。由於 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,耐磨性和抗回火穩定性也比 Cr12MoV 更高。可用深冷處理,提高硬度並改善尺寸穩定性。用 D2 鋼制作的沖裁模具壽命要高於 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。