冲压模具材料变化.docx

为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划冲压模具材料变化　　一般的冲压模具都是由：　　上下托板、上下垫脚、上下模座：一般用A3、Q235等“软料”做成，起支撑整个模具、方便架模、落料等作用　　上、下模板：上、下模板起固定刀口、入块、入子、顶料销等作用，外定位、内定位、浮升引导销、两用销、导料板、浮块这些也是固定在下模板上的，下模板硬度要求必须在HRC58～62左右，硬度太低会影响冲裁质量厚度一般为25～40mm有的刀口直接割在模板上的，即在模板上直接挖刀口，这样做的话如果刀口缺了、打崩了、磨损了、有毛边就不好修模；还有一种做法是挖入块，即把刀口挖在一个入块上(该入块习惯称为“下模刀口”)，然后再把下模刀口装入下模板里面高度要保证和下模板一样高，误差要在正负1～2条之内，最好正负以内，一般磨床师傅或钳工师傅都可以达到太多会把产品打出印子(模印)上、下垫板，垫板一般用Cr12制成根据需要，每套模具的上下垫板厚度都不一样，看冲裁力，如果冲的孔少的话，上下垫板可以适当做薄一点8～10mm即可，如果冲孔比较多的话，就要适当做厚一点，一般17～20mm左右。

下垫板上主要是落料孔、弹簧过孔、螺丝过孔、导柱透气孔等　　上、下夹板，上下夹板主要起固定凸模、冲头、导柱之用，一般17～20mm即可冲压模具夹板的材料硬度一般不需要特别高，一般用软料即可，但是太软了也不行，有可能会把冲头的挂台直接拉到夹板里面去，把夹板拉坏所以设计冲压模具，要从所要总裁的工件的冲裁工艺来考虑其模具的结构、模具材料的选材，所选冲床的吨位，冲裁间隙的大小等等，才能使加工完的工件毛刺更小，延长模具的使用寿命　　止挡板、脱料板等，止挡板用Cr12即可，但脱料板必须使用硬料如Cr12Mov止挡板和脱料板是通过M6或M8螺丝打合销然后锁在一起的，止挡板上面主要是一些过孔，冲头过孔、导柱过孔等脱料板主要起脱料、压料、导正冲头等作用一般我们使用脱料板来导正凸模、导柱、冲头生产铝料的话因为铝屑容易跳进脱料板里面，把冲头拉毛、或卡住冲头、把冲头拉断、拉出脱料板等，所以必须使用止挡板来导正冲头，而脱料板单边适当放大10～20条；或脱料板做两节的，上面一节用来导正、下面一节同样是单边放大10～20条止挡板一般厚度8～17毫米，也是根据冲孔的多少、所要受到的力的大小来看的；脱料板一般厚度20～25mm。

　　凹模、凸模，也称冲头或刀口，是用来把多余的材料冲掉、切掉，或切开、刺破、拉伸如：拉伸冲头、折弯冲头、滑块的插刀、打沙拉冲头、打凸包冲头、抽芽冲、铆合模的铆合冲头等等凹模凸模的材料需要的硬度较高，常用的凹模凸模材料有：Cr12Mo1v1、Cr12Mov、Skd-51、Skd-11、W6Mo5Cr4V2(钨钢)等专业术语解释：　　挖：做模具人习惯称呼，是指线切割框口的意思比如：挖刀口、挖入块等软料：在冲压模具中，是指硬度在HRC35左右、硬度比较低的模具钢，如45#钢、A3、Q235等你用个硬度稍微高一点的东西在上面敲一下，就能敲出个坑出来，这种材料很软、所以习惯称为“软料”，因为它的抗震性能比较好，一般用来制作冲压模具的上下托板、上下垫脚、上下模座硬料：在冲压模具中，是指硬度(热处理后)在HRC58～62左右或以上的模具钢料，如：Cr12、Cr12Mo1v1、Cr12Mov、Skd-51、Skd-11、W6Mo5Cr4V2(钨钢)，这些钢料硬度很高(但是也比较脆，稍微不注意有可能就被你搞崩掉一块，55)，一般用来做冲压模具的刀口、冲头或其它要求硬度较高的零件　　冲压模具材料的种类及特性　　制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。

目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主，常用的模具工作部件材料的种类有：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等　　1.碳素工具钢在模具中应用较多的碳素工具钢为T8A、T10A等，优点为加工性能好，价格便宜但淬透性和红硬性差，热处理变形大，承载能力较低　　2.低合金工具钢低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素与碳素工具钢相比，减少了淬火变形和开裂倾向，提高了钢的淬透性，耐磨性亦较好用于制造模具的低合金钢有CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代号CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代号GD)等　　3.高碳高铬工具钢常用的高碳高铬工具钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1，它们具有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性，热处理变形很小，为高耐磨微变形模具钢，承载能力仅次于高速钢但碳化物偏析严重，必须进行反复镦拔改锻，以降低碳化物的不均匀性，提高使用性能　　4.高碳中铬工具钢用于模具的高碳中铬工具钢有Cr4W2MoV、Cr6WV、Cr5MoV等，它们的含铬量较低，共晶碳化物少，碳化物分布均匀，热处理变形小，具有良好的淬透性和尺寸稳定性。

与碳化物偏析相对较严重的高碳高铬钢相比，性能有所改善　　5.高速钢高速钢具有模具钢中最高的硬度、耐磨性和抗压强度，承载能力很高模具中常用的有W18Cr4V和含钨量较少的W6Mo5Cr4V2以及为提高韧性开发的降碳降钒高速钢6W6Mo5Cr4V高速钢也需要改锻，以改善其碳化物分布　　6.基体钢在高速钢的基本成分上添加少量的其它元素，适当增减含碳量，以改善钢的性能这样的钢种统称基体钢它们不仅有高速钢的特点，具有一定的耐磨性和硬度，而且抗疲劳强度和韧性均优于高速钢，为高强韧性冷作模具钢，材料成本却比高速钢低模具中常用的基体钢有6Cr4W3Mo2VNb、7Cr7Mo2V2Si、5Cr4Mo3SiMnVAL等　　7.硬质合金和钢结硬质合金硬质合金的硬度和耐磨性高于其它任何种类的模具钢，但抗弯强度和韧性差用作模具的硬质合金是钨钴类，对冲击性小而耐磨性要求高的模具，可选用含钴量较低的(来自:写论文网:冲压模具材料变化)硬质合金对冲击性大的模具，可选用含钴量较高的硬质合金　　钢结硬质合金是以铁粉加入少量的合金元素粉末做粘合剂，以碳化钛或碳化钨为硬质相，用粉末冶金方法烧结而成钢结硬质合金的基体是钢，克服了硬质合金韧性较差、加工困难的缺点，可以切削、焊接、锻造和热处理。

钢结硬质合金含有大量的碳化物，虽然硬度和耐磨性低于硬质合金，但仍高于其它钢种，经淬火、回火后硬度可达68~73HRC　　冲压模具材料的选用及热处理要求　　冲裁模具材料的选用及热处理要求　　选用冲裁模具材料应考虑工件生产的批量，若批量不大就没有必要选择高寿命的模具材料；还应考虑被冲工件的材质，不同材质适用的模具材料亦有所不同对于冲裁模具，耐磨性是决定模具寿命的重要因素，钢材的耐磨性取决于碳化物等硬质点相的状况和基体的硬度，两者的硬度越高，碳化物的数量越多，则耐磨性越好常用冲压模具钢材耐磨性的劣优依次为碳素工具钢—合金工具钢—基体钢—高碳高铬钢—高速钢—钢结硬质合金—硬质合金　　此外还必须考虑工件的厚度、形状、尺寸大小、精度要求等因素对模具材料选择的影响　　1.传统模具用钢长期以来，国内薄板冲裁模用钢为T10A、CrWMn、9Mn2V、Cr12和Cr12MoV等　　其中T10A为碳素工具钢，有一定强度和韧性但耐磨性不高，淬火容易变形及开裂，淬透性差，只适用于工件形状简单、尺寸小、数量少的冲裁模具　　T10A碳素工具钢的热处理工艺为：760~810℃水或油淬，160~180℃回火，硬度59~62HRC。

　　CrWMn、9Mn2V是高碳低合金钢种，淬火操作简便，淬透性优于碳素工具钢，变形易控制但耐磨性和韧性仍较低，应用于中等批量、工件形状较复杂的冲裁模具CrWMn钢的热处理工艺为：淬火温度820~840℃油冷，回火温度200℃，硬度60~62HRC9Mn2V钢的热处理工艺为：淬火温度780~820℃油冷，回火温度150~200℃，空冷，硬度60~62HRC注意回火温度在200~300℃范围有回火脆性和显著体积膨胀，应予避开　　Cr12和Cr12MoV为高碳高铬钢，耐磨性较高，淬火时变形很小，淬透性好，可用于大批量生产的模具，如硅钢片冲裁模但该类钢种存在碳化物不均匀性，易产生碳化物偏析，冲裁时容易出现崩刃或断裂其中，Cr12含碳量较高，碳化物分布不均比Cr12MoV严重，脆性更大一些Cr12型钢的热处理工艺选择取决于模具的使用要求，当模具要求比较小的变形和一定韧性时，可采用低温淬火、回火若要提高模具的使用温度，改善其淬透性和红硬性，可采用高温淬火、回火高铬钢在275~375℃区域有回火脆性，应予避免　　2.常用模具新钢种　　为了弥补传统模具钢种性能的不足，国内开发或引进了以下性能较好的冲压模具用钢：　　Cr12Mo1V1钢为仿美国ASTM标准中的D2钢引进的钢种，属Cr12型钢。

由于D2钢中Mo、V含量增加，细化了晶粒，改善了碳化物的分布状况，因此D2钢的强韧性比Cr12MoV钢有所提高，耐磨性和抗回火稳定性也比Cr12MoV更高可用深冷处理，提高硬度并改善尺寸稳定性用D2钢制作的冲裁模具寿命要高于Cr12MoV钢模具D2钢的锻造性能和热塑成形性比Cr12MoV钢略差，机械加工性能和热处理工艺与Cr12型钢相似　　Cr6WV钢为高耐磨微变形高碳中铬钢，碳、铬含量均低于Cr12型钢，碳化物的分布状态较Cr12MoV均匀，具有良好的淬透性热处理变形小，机械加工性能较好抗弯强度、冲击韧度优于Cr12MoV，只是耐磨性略低于Cr12型钢用于承受较大冲击力的高硬度、高耐磨板料冲裁模，其效果好于Cr12型钢钢的常用热处理工艺为：淬火温度9701~000℃，一般可热油或硝盐分级淬火冷却，尺寸不大的部件可采取空冷淬火后应立即回火，回火温度~℃，硬度58~62HRC　　Cr4W2MoV钢也是高耐磨微变形高碳中铬钢，替代Cr12型钢而研制的钢种，碳化物均匀性好，耐磨性高于Cr12MoV，适于制作形状复杂、尺寸精度要求高的冲压模具，可用于硅钢片冲裁模　　Cr4W2MoV钢的热处理工艺：要求强度、韧性较高时，采用低温淬火、低温回火工艺：淬火温度960~980℃，回火温度280~320℃，硬度60~62HRC。

要求热硬性和耐磨性较高时，采用高温淬火、高温回火工艺：淬火温度1020~1040℃，回火温度500~540℃，硬度60~62HRC　　7CrSiMnMoV(代号CH-1)钢为空淬微变形低合金钢、火焰淬火钢，可以利用火焰进行局部淬火，淬硬模具刃口部分淬火温度，具有良好的淬透性和淬硬性，强度和韧性较高，崩刃后能补焊可代替CrWMn、Cr12MoV钢，制作形状复杂的冲裁模CH-1钢的推荐热处理工艺：淬火温度900~920℃，油冷，190~200℃回火1~3小时，硬度58~62HRC　　6CrNiSiMnMoV(代号GD)钢为高韧性低合金钢，淬透性好，空淬变形小，耐磨性较高其强韧性显著高于CrWMn和Cr12MoV钢，不易崩刃或断裂尤其适用于细长、薄片状凸模及大型、形状复杂、薄壁凸凹模　　GD钢的推荐热处理工艺：淬火温度870~930℃，盐浴炉加热，油冷或空冷、风冷，175~230℃回火2小时，硬度58~62HRC由于空冷即可淬硬，也可采用火焰加热淬火　　9Cr6W3Mo2V2(代号GM)钢为高耐磨高强韧合金钢，各项工艺性能良好，其耐磨性、强韧性、加工性能均优于Cr12型钢，能够用于高速压力机冲压下的多工位级进模等精密模具，是较理想的耐磨、精密冲压模具用钢。

GM钢的热处理工艺：淬火温度1080~1120℃，硬度　　64~66HRC回火温度540~560℃，回火二次　　Cr8。