衝壓模具使用(yòng)的材料屬於冷作模(mó)具鋼,是應用量大、使用麵廣、種類最多的模具鋼。主要性能要求為強度、韌性、耐磨性。冷作模具(jù)鋼的發展趨勢是在(zài)高合金鋼D2(相當於我國(guó)Cr12MoV)性能基礎上,分(fèn)為兩大分支:一(yī)種是降低含碳量和合金元素(sù)量,提(tí)高鋼中碳化物分布均勻度,突(tū)出提(tí)高模具的(de)韌性。如美國釩合金鋼(gāng)公司的8CrMo2V2Si、日本大同(tóng)特殊鋼公司的DC53(Cr8Mo2SiV)等。另一種是以提高耐磨性為主要目的,以適應高速、自動化(huà)、大批量生產而開發的粉末高速鋼。如德國的320CrVMo13,等。
在衝壓模具(jù)中,使用了各種金屬材料和非金屬材料,主要有碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄鋼、硬質合金、低熔點合(hé)金、鋅基(jī)合金、鋁青銅、合成樹脂、聚氨脂橡膠、塑料、層壓樺木板等。
製造模具的材料,要求具(jù)有高(gāo)硬度、高強(qiáng)度、高耐磨性、適當的韌性、高淬(cuì)透性(xìng)和熱處理(lǐ)不變形(或少變形)及(jí)淬火時不易開裂等(děng)性能。
合理選取模具材料及實施正確的熱處理工藝是保證模具壽命的關(guān)鍵。對用途不同的模(mó)具(jù),應根據其工作狀態、受力條件(jiàn)及被(bèi)加工材料的性能、生產批(pī)量及生產率等因素綜合考慮,並對上述要求的各項性(xìng)能有所側重,然後作出對鋼種(zhǒng)及熱處理工藝的相應選(xuǎn)擇。
當衝壓件的生產批量很大時,模具的工作零件(jiàn)凸模和凹模的材料應選取質量高(gāo)、耐磨性好的模具鋼。對(duì)於模具的其它工(gōng)藝結構部分和輔助結構(gòu)部分的零件材料,也要(yào)相應地提(tí)高。在批量不大時,應適當(dāng)放寬對材料性(xìng)能的要求,以降低成本。
當被(bèi)衝壓加工的材料較硬或(huò)變形抗力較大(dà)時,衝模的凸、凹模應選取耐磨性好、強度(dù)高的材料。拉深不鏽鋼時,可采用鋁青銅(tóng)凹模,因為它(tā)具(jù)有較好的(de)抗粘著性。而導柱導套則要求耐磨和(hé)較好的韌性,故多采用低(dī)碳鋼表麵滲碳淬火。又如,碳素工具鋼的(de)主要不足(zú)是淬(cuì)透性差,在(zài)衝模零件斷麵尺寸較大時,淬火後其中心硬度仍然較低,但是,在行程次數很(hěn)大的壓床上工作時,由(yóu)於它的耐衝擊性好(hǎo)反而成為優點。對(duì)於(yú)固定板(bǎn)、卸料板類零(líng)件,不但要有足夠的強度,而(ér)且要求在工作過程中變形小。另外,還可以采用冷處理和(hé)深冷處理、真空(kōng)處理(lǐ)和表麵強化的方法提高(gāo)模具(jù)零件的性能。對於凸、凹(āo)模(mó)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(dìng)的紅硬性和熱(rè)疲勞強(qiáng)度等。
應考慮材料的冷熱加工性能和工廠現有條件。
注意采用微變形模具鋼,以減少(shǎo)機加工費用。
對特殊要求的模具,應開發應用具有專門性能的模具鋼
選(xuǎn)擇模具材料(liào)要根據模具零件的使用條(tiáo)件來決定,做到在滿足主要條件的前提下,選(xuǎn)用價格低廉的材料,降低成本。