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冲压模具材料的选用原则和方法

【摘要】:冲压模具种类多,形状结构差异性大,工作条件、使用性能要求不同,因此,对模具材料的选用比较复杂,不能简单地看重某一方面的需要,必须综合考虑才是合理选材。具体选材可按下列方法进行。综上所述,模具材料的选择应根据被加工工件的材料种类、尺寸和形状,模具受力情况,生产批量,复杂程度,精度要求及用途等因素,合理进行选材。

冲压模具种类多,形状结构差异性大,工作条件、使用性能要求不同,因此,对模具材料的选用比较复杂,不能简单地看重某一方面的需要,必须综合考虑才是合理选材。

冷作模具选材时,首先要满足模具的使用性能,同时兼顾材料的工艺性和经济性。具体选材可按下列方法进行。

(1)按模具的大小考虑 模具的尺寸不大时可选用高碳工具钢;尺寸较大时可选用高碳低合金工具钢;尺寸大时可选用高合金耐磨钢。

(2)按模具形状和受力情况考虑 模具形状简单、不易变形、截面尺寸不大、载荷较小时,可选用高碳工具钢或高碳低合金钢;模具形状复杂、易变形、截面尺寸较大、载荷较大的可选用高耐磨模具钢,如Cr12、Cr12MoV、Cr6WV和Cr4W2MoV等钢。

(3)按模具的使用性能考虑 模具要求耐磨性特别高,淬火变形较小时,可选用高碳高铬钢或高碳中铬钢,也可选用基体钢和高速钢制造。对载荷冲击较大的模具,可选用冲击韧度较高的中碳合金模具钢,如GD钢、CH-1钢、H13钢、H11钢、5CrNiMo钢及4CrMnSiMoV钢等。

(4)按模具的工作量考虑 模具压制产品的批量小或中等时,常选用成本较低的碳素工具钢或高碳低合金钢制造;当生产批量大,要求模具使用寿命长时,可选用高耐磨、高淬透性及变形小的高碳中铬钢、高碳高铬钢、高速钢、基体钢或高强韧性低合金冷作模具钢制造;当生产批量特别大,要求使用寿命特别长时,可选用硬质合金或钢结硬质合金制造。

(5)按模具的用途来选材 模具的用途不同,其选择的钢材也不相同。

综上所述,模具材料的选择应根据被加工工件的材料种类、尺寸和形状,模具受力情况,生产批量,复杂程度,精度要求及用途等因素,合理进行选材。

(6)按冲压工序性质来选材 由于冲裁、弯曲、拉深、挤压等受力大小与受力方式不同,因此选择模具材料也不同。一般情况下,这些工序的综合受力由小到大的顺序依次为:弯曲→成形→拉深→冲裁→冷挤压→冷镦。也就是相对来说,弯曲模材料可差一些,对冷挤压、冷镦的模具材料要求最高。选择模具材料的方向是:碳素工具钢→低合金工具钢→中合金工具钢→基体钢→高合金工具钢→高速钢→钢结构硬质合金→硬质合金→细晶粒硬质合金。