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冲压模具材料的选用原则

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Time:2015-9-15 | Read:2564

合理选取模具材料及实施正确的热处理工艺是保证模具寿命的关键。对用途不同的模具,应根据其工作状态、受力条件及被加工材料的性能、生产批量及生产率等因素综合考虑,并对上述要求的各项性能有所侧重,然后作出对钢种及热处理工艺的相应选择。

在冲压模具中,使用了各种金属材料和非金属材料,主要有碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬质合金、低熔点合金、锌基合金、铝青铜、合成树脂、聚氨脂橡胶、塑料、层压桦木板等。

制造模具的材料,要求具有高硬度、高强度、高耐磨性、适当的韧性、高淬透性和热处理不变形(或少变形)及淬火时不易开裂等性能。
1. 开发专用模具钢
对特殊要求的模具,应开发应用具有专门性能的模具钢。
2. 生产批量
当冲压件的生产批量很大时,模具的工作零件凸模和凹模的材料应选取质量高、耐磨性好的模具钢。对于模具的其它工艺结构部分和辅助结构部分的零件材料,也要相应地提高。在批量不大时,应适当放宽对材料性能的要求,以降低成本。

3. 考虑我国模具的生产和使用情况
选择模具材料要根据模具零件的使用条件来决定,做到在满足主要条件的前提下,选用价格低廉的材料,降低成本。
4. 被冲压材料的,性能、模具零件的使用条件
当被冲压加工的材料较硬或变形抗力较大时,冲模的凸、凹模应选取耐磨性好、强度高的材料。拉深不锈钢时,可采用铝青铜凹模,因为它具有较好的抗粘着性。而导柱导套则要求耐磨和较好的韧性,故多采用低碳钢表面渗碳淬火。又如,碳素工具钢的主要不足是淬透性差,在冲模零件断面尺寸较大时,淬火后其中心硬度仍然较低,但是,在行程次数很大的压床上工作时,由于它的耐冲击性好反而成为优点。对于固定板、卸料板类零件,不但要有足够的强度,而且要求在工作过程中变形小。另外,还可以采用冷处理和深冷处理、真空处理和表面强化的方法提高模具零件的性能。对于凸、凹模工作条件较差的冷挤压模,应选取有足够硬度、强度、韧性、耐磨性等综合机械性能较好的模具钢,同时应具有一定的红硬性和热疲劳强度等。
5. 降低生产成本
注意采用微变形模具钢,以减少机加工费用。
6. 材料性能
应考虑材料的冷热加工性能和工厂现有条件。

综合以上原则,建议使用TOOLOX系列的材料,TOOLOX是一种具有高韧性,高耐磨性,基本没有内应力的一种预硬的新型工具钢。而且具有非常高的纯净度,晶粒度非常细小硫(S)磷(P)含量非常少,析出的氮化物含量少,而且非常均匀。由于特殊的成分设计,TOOLOX系列材料具备非常优异的表面处理性能,其中TOOLOX44氮化后表面硬度能达到65-68HRC,TOOLOX40表面硬度能达到62-65HRC,TOOLOX33的表面硬度能达到55-60HRC。TOOLOX系列的材料所具备的以上特性,使得TOOLOX系列材料应用在部分冲压模具方面有着特殊的优势。

1)较厚钢板,不锈钢板,以及有色金属板的冲压成型模具,比较典型的是空调翅片模具等。

2)拉伸模具,不锈钢拉伸模具。

3)冷挤压模具,冷挤压304不锈钢,厚度0.5mm以上,取代DC53等材料,效果非常好。

4)高尺寸稳定性要求的大型冲压模板。