冷冲模具用钢使用性能的基本要求有什么,冷冲模具用钢使用性能的基本要求有

　　引入：

　　冷冲模,冷作模工作部件常用材料及热处理

　　模具类型

　　常用材料

　　热处理

　　强度（HRC）

　　模座

　　型腔

　　冲裁模

　　看起来简单，冲裁板又薄又厚＜3mm

　　T8A、T10A、9Mn2V、Cr6WV、GCr15、45#

　　淬火、淬火

　　58~62

　　58~62

　　看起来很复杂，冲裁板又薄又厚＞3mm，耐磨性高的规定

　　CrWMn、9SiCr、Cr12、Cr12MoV、Cr4W2MoV

　　D2

　　淬火、淬火

　　58~62

　　58~62

　　弯曲模

　　一般弯曲模

　　T8A、T10A

　　淬火、淬火

　　54~58

　　56~60

　　耐磨性高的规定、样子繁杂、生产批量大的弯曲模

　　CrWMn、Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1

　　淬火、淬火

　　58~62

　　58~62

　　热弯曲模

　　5CrNimo、5CrMnmo

　　H13、3Cr2W8V

　　淬火、淬火

　　48~52

　　48~52

　　拉伸模

　　一般拉伸模

　　T8A、T10A、GCr15

　　淬火、淬火

　　55~58

　　55~58

　　耐磨性高的规定、生产批量大的拉伸模

　　Cr12、Cr12MoV、YG8、YG15、D2

　　冷作模

　　1. 序言

　　金属或非金属材料的冲裁、弯曲、拉深、头锻、挤压等工艺是紧固件行业冷作模具的关键，制作各种螺栓、螺钉、螺帽、垫片、销、螺栓等。由于加工材料的机械性能不同，各种模具的工作性能差距很大，无效方法也不同。由于加载方式和加工材料的力学性能不同，各种模具的工作性能差距很大，无效方式也不同。在上述模具中，模具工作标准更极端的是锻造模具和挤压模具，其次是厚板孔冲裁模具。

　　2. 冷模无效

　　螺栓、螺帽、异型件的制造主要采用镦锻模和挤压模。它用于金属体积成型。成型模具的负载重量因工作外观、规格、变形量和变形材料的力学性能而异。

　　在生产过程中，由于变形金属在模具型腔中的强流动，磨具的外观温度立即达到 400 ℃规定该模具型腔能承受较大的压力、张力和摩擦力，不开裂、不变形、不磨损。

　　对于冲裁模具，要求刀口在板材冲裁(锥垫、带齿垫片等)环节保持锐利详细，不崩刃、不变形、耐磨，冲裁针具有很强的韧性和耐磨性。).

　　磨具在生产中的无效形式有以下几种:

　　(1)断裂失效 磨具在使用过程中突然出现大裂缝或损坏，无效。如冲裁模崩刃、冷挤压模和冷轧模冲针破裂、型腔破裂等。在冷轧模具和冷挤压模具的工作中，由于成型力大，磨具表面的瞬时温度在金属变形环节非常高，导致温度循环，加速疲劳裂纹。

　　(2)变形无效 如模座头、弯曲、凹模腔下移坍塌、边角堆塌、模孔膨胀等。

　　(3)磨损失效 如果厚板冲裁模刀口和冷镦冷挤模型腔的规格偏差。

　　3. 材料类型及热处理

　　在选择模具材料时，要了解磨具钢的材料成分和特性，模具的适用范围及其磨具的无效方法，并有针对性地选择材料。

　　3.1 冲裁模

　　冲裁模刀口承受剪切力大，摩擦发热严重，易损坏。模座易产生崩刃、断裂等。可选择批量较大的厚板冲裁模 W18Cr4V 钢 W6Mo5Cr4V2 钢制模座，用 Cr12MoV 钢制型腔具有良好的耐磨性和抗拉强度，基本能满足使用要求，但韧性低，渗碳体分布不均匀，使磨具容易断裂和坍塌，模具寿命不理想。目前，大多数标准件公司使用基材钢（ LD 、 65Nb 等等)，低合金高强度钢（ GD ），降碳高速钢（ 6W6Mo5Cr4V ），火苗淬火钢（ MoN7CrSiMoN ）等。

　　由于基材钢具有较高的韧性，解决了问题 Cr12MoV 脆断趋势显著提高了冲裁模的使用寿命。

　　表 1 对照新旧模具材料的使用寿命

　　钢号 被加工材料 磨具强度／ HRC 平均寿命／件 寿命提高(倍)

　　Cr12MoV Q235

　　t ＝ 2.1 ～ 2.4mm 58 ～ 62 14000 ～ 16000 ――

　　65Nb 57 ～ 59 35000 ～ 70000 2.5 ～ 4.3

　　CD 65Mn

　　t ＝ 1.8 ～ 2.1mm 58 ～ 60 47000 ～ 88000 3.3 ～ 5.5

　　LD 10 ＃钢

　　t ＝ 2.6 ～ 3.5mm 58 ～ 62 22000 ～ 46000 1.5 ～ 2.8

　　钢号 被加工材料 磨具强度／ HRC 人均寿命／件 寿命提高(倍)

　　Cr12MoV Q235

　　t ＝ 2.1 ～ 2.4mm 58 ～ 62 14000 ～ 16000 ――

　　65Nb 57 ～ 59 35000 ～ 70000 2.5 ～ 4.3

　　CD 65Mn

　　t ＝ 1.8 ～ 2.1mm 58 ～ 60 47000 ～ 88000 3.3 ～ 5.5

　　LD 10 ＃钢

　　t ＝ 2.6 ～ 3.5mm 58 ～ 62 22000 ～ 46000 1.5 ～ 2.8

　　3.2 冷镦模

　　冷镦模工作时，模座必须承受较强的冲击力，其更大压力可以达到 2500N/mm2, 一般来说，低合金工具钢是无法承受的，必须采用高韧性合金工具钢和硬质合金制造。

　　冷镦六角螺栓、六角螺母冷作模具应采用高韧性、高耐磨性模具 65Nb ， LD ， GM ， LM ， 6W6Mo5Cr4V 钢。

　　冷镦六角螺栓、六角螺母冷作模具应采用高韧性、高耐磨性模具 65Nb ， LD ， GM ， LM ， 6W6Mo5Cr4V 钢。这种钢很坚韧，耐磨性稍微差一点。如加强冷镦模表面的解决方案，如 PVD 物理液相氮化钛涂层、汽氮碳、液氮碳、硼――碳复合渗透能显著提高冷模的耐磨性。

　　硬质合金应采用粉末未冶金制成的复合材料，其强度高，耐磨性好，用于制造冷轧模具，其使用寿命可提高多倍和数百倍。如果六角螺栓冷头模芯，缩径模套的使用寿命可以达到 20 万～ 50 一万件，但脆弱，韧性弱，不能进行车铣，只适合磨削。

　　常见型号 YG20 、 YG15 。

　　表 2 硬质合金的成分

　　型号 构成（％） 特性

　　WC CO 硬度 HRC 抗弯强度／ Mpa 抗拉强度／ Mpa

　　YG15 85 15 86~88 1800 ～ 2200 3900

　　YG20 80 20 83~86 2000 ～ 2600 3400

　　YG25 75 25 82 ～ 84 1800 ～ 2700 3200

　　型号 构成（％） 特性

　　WC CO 硬度 HRC 抗弯强度／ Mpa 抗拉强度／ Mpa

　　YG15 85 15 86~88 1800 ～ 2200 3900

　　YG20 80 20 83~86 2000 ～ 2600 3400

　　YG25 75 25 82 ～ 84 1800 ～ 2700 3200

　　钢结构硬质合金应以渗碳体为硬质相，钢作粘接相形成复合材料，钢结硬质合金具有良好的耐磨性，其强度和韧性高于硬质合金，可进行机械加工和热处理，广泛应用于冷模具中，主要是碳化钨钢结硬质合金（通称 DT 合金)，其性能见表 3 。

　　表 3 钢结硬质合金的特性比较强

　　合金型号 硬质相类型 硬度 HRC 抗弯强度 /MPa 冲击韧度 KJ/m 2

　　加工态 使用态

　　DT WC 32 ～ 36 62 ～ 64 2450 ～ 3530 147 ～ 196

　　TLMW50 WC 35 ～ 42 66 ～ 68 1960 ～ 2050 78 ～ 98

　　GT35 TiC 39 ～ 46 67 ～ 69 1370 ～ 1765 58 ～ 59

　　制作各种冷作模具的钢结硬质合金，主要以镶套为主。选用 DT 合金制造 M6 、 M8 半圆头螺钉冷头模具，模具寿命比 9CrSi 钢 8 万件产量增加 30 倍，寿命可达 250 万件。选

　　3.3 冷挤压模

　　在强烈的三向压应力条件下，应完成各种标准件的挤压加工。模座受到强大的压力应力和各种不平衡的侧向力的影响，在回程过程中很容易立即破裂。应力复杂的模座，特别是在模座规格转变应力时，容易产生脆性断裂。由于金属材料的强流动，型腔可能会膨胀和开裂，导致模芯严重磨损。

　　首先 , 应注意材料选择和热处理方法，如 6W6Mo5Cr4V2 、 LD 、 65Nb 、 LM2 、 GD 、 MoV7CrSiMo 等钢可以大大提高其韧性，其次是 , 表面处理可以实现耐磨性。

　　例如，锁芯、接头凹凸模等冷挤压发动机的异型件由普通高速钢制成，具有良好的抗拉强度和耐磨性。缺点是韧性差，脆性断裂。降低淬火温度可以提高钢的破裂阻力。 6W6Mo5Cr4V 钢比原用 W18Cr4V 、 Cr12MoV 钢制型腔原寿命 1 一万多件升级到 40000 件达 4 二、淬火温度 1080 ～ 1120 ℃， 560 ℃淬火三次，就是一个例子。