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冷加工模具钢材料的选择
来源: | 作者:东启特钢 | 发布时间: 2021-06-11 | 33 次浏览 | 分享到:
冷加工模具钢材料的选择
  冷加工模具钢材料的选择


  根据锻模选择的一般原则,设备特点、锻造复杂程度、锻造工艺(冷挤压、冷锻、冷精轧、冷切边等)等因素。冷加工模具材料的选择还应考虑模具主要失效形式和生产批次,并进行技术经济分析,优先选用性价比高的模具材料。
模具钢

  1.冷精锻和冷挤压对模具钢材料性能的要求


  由于冷精锻和冷挤压模具在常温下工作,坯料的塑性变形阻力大,模具的工作压力大,工作条件苛刻,模具的强度、硬度和耐磨性较高;为了防止冲击断裂,需要一定的韧性。此外,还要求有高的疲劳强度、良好的抗划伤和防粘(咬)性能以及良好的工艺性能。


  1)高硬度和耐磨性


  在冷变形过程中,金属与模具剧烈摩擦,导致磨损和冷焊,导致模具早期失效。


  2)高韧性


  冷变形模具在高工作压力下容易发生脆性断裂,模具材料应具有一定的韧性。对于细长的冲头来说,优异的韧性尤为重要。


  3)抗疲劳断裂性


  在长时间的脉冲应力作用下,应力集中处容易产生疲劳裂纹,进而发生疲劳断裂。


  4)抗回火的热稳定性


  由于金属变形和摩擦,冷锻和冷挤压模具的模具温度也会上升到400℃,表面强化处理时的模具温度可能超过500℃,因此模具材料应具有较高的抗回火性。


  一般要求冲头硬度为60 HRC~64 HRC,模具硬度为58 HRC~62 HRC。当韧性要求高时,硬度可降至54 HRC~58 HRC。由于模具工作时温升较大,因此还应具有一定的抗热疲劳性和热硬度,这对于温挤压模具尤为重要。


  2.根据锻造工艺特点选择模具钢材料


  鉴于冷挤压、冷锻造、冷精整和冷切边所用的设备都是工作(加载)速度相对较低的液压机或曲柄驱动压力机,加载速度一般对材料选择影响不大。因此,冷加工模具材料的选择主要取决于锻造工艺特点。常用的冷加工模具材料有CrWMn、Cr12、Cr12MoV、9SiCr、60Si2Mn、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。


  1)冷挤压和冷锻模具材料的选择


  冷挤压和冷锻模具承受极高的应力,要求模具材料具有高硬度和耐磨性。例如,单位压力小于1500MPa的轻载(铝合金)冷挤压凸模可采用W18Cr4V、Cr2、Cr6WV,单位压力在2000 MPa~2500MPa之间的重载冷挤压凸模可采用W6Mo5Cr4V和基体钢,单位压力大于2500 MPa的模腔冷挤压凸模需要W6Mo5Cr4V2和基体钢。


  2)冷镦模具材料的选择


  冷镦是冷锻的一种,主要用于制造螺栓、螺母等标准件。由于标准件是大量生产的廉价零件,冷镦工艺非常成熟。所以经济性更重要,就是模具的性价比更高。
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