典型冷作模具钢性能与失效关系的探讨

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. X  v7 S( x9 @模具是制造技术中的重要基础工艺装备,模具产品的质量不仅关系到生产制品的质量和性能,而且直接影响到制造成本和效率。我国模具生产厂家约2万余家,模具总产值超过450亿元人民币[1]。在汽车、家电、通讯和仪器仪表、塑料、金属加工等行业的模具产品中,冷作模具占有相当市场。

根据以往冷作模具使用和失效情况统计,模具质量很大程度取决于模具选材和工艺制定[2]。依据模具使用条件,正确选择模具材质和制定合理的处理工艺对减少冷作模具早期失效非常重要。这里主要探讨与冷作模具钢性能和失效有关的几个问题。

1　冷作模具材料及性能要求

冷作模具主要用于金属或非金属材料的冷成形,包括冷冲压、冷挤压和冷镦等。与热作模具相比,这类模具工作载荷大、尺寸精度、表面质量要求高、加工批量大,多数为最终产品。为适应这种工况要求,多采用高碳或高合金钢制作冷作模具,工作硬度为58～60HRC。

通常选用的冷作模具钢要求有足够的强度(包括抗拉、抗压和抗弯强度)、韧度、硬度、抗磨能力(特别是表面抗磨损能力)及抗疲劳能力(特别是多冲疲劳性能);对于大载荷的冷挤压和冷镦锻体成型模具,因剧烈变形产生热量(约300℃),要求材料具有更高的抗变形和断裂能力。

根据文献[3～8]整理的部分冷作模具钢典型处理工艺及其力学性能见表1,可以供选择模具材料和制定处理工艺时参考。