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典型冷作模具的选材和热处理
# G) |3 ^/ j0 n% B 挤压模，其次是厚板小孔冲裁模。
3 ?0 G1 Z: c% T4 Q; v9 V! M6 V 冷作模具的失效镦锻模、挤压模主要用于螺栓、螺母、异型件的制造。它用于金属体积成形。成形模具所受的载荷轻重根据工作形状、尺寸、变形量以及变形材料的力学性能的不同而不同。在生产中由于变形金属在模具型腔中剧烈流动产生严重摩擦，致使模具表面温度瞬时达到400℃，要求这类模具型腔能承受较大压力、张力和摩擦力，不开裂，不变形，不磨损。对于冲裁模，它要求刃口在板料冲裁(锥垫、带齿垫片等)过程中保持锋利与完整，不崩刃、不变形、耐磨损，冲头尤其具有高的强韧性和耐磨性。
1 d/ ?( W ^; V4 @: k, ]! K (1)断裂失效模具在使用中突然出现大裂纹或发生破损而失效。如冲裁模崩刃，冷挤压模和冷镦模的冲头断裂，凹模破裂。在冷镦模、冷挤压模工作时，由于成形力大，在金属变形过程中模具表面的瞬时温度很高，造成温度循环，也加速疲劳裂纹产生。(2)变形失效如凸模镦粗、弯曲、凹模型腔下沉塌陷、棱角堆塌、模孔胀大等。(3)磨损失效如厚板冲裁模刃口、冷镦冷挤模型腔尺寸超差。/ |& G" i+ C- R ~8 V4 B: V6 k' n
材料选择及热处理选择模具材料首先要了解模具钢的材质成分、性能，模具的使用条件以及模具失效形式，针对性地选材。
+ v# t% W7 G; j 1、冲裁模冲裁模刃口承受的剪切力大，摩擦发热严重，易磨损。凸模易产生崩刃、折断等。对于批量较大的厚板冲裁模可选用W18Cr4V钢W6Mo5Cr4V2钢制作凸模，用Cr12MoV钢制作凹模，这类钢耐磨性抗压强度较好，基本能满足使用要求，但韧性较低、碳化物分布不均匀，使模具易断裂及崩刃，模具寿命也不理想。目前，紧固件企业多数使用了基体钢(LD、65Nb等)，低合金高强度钢(GD)，降碳高速钢(6W6Mo5Cr4V)，火焰淬火钢(7CrSiMnMoN)等。基体钢由于有较高的强韧性，克服了Cr12MoV钢脆断倾向，使冲裁模寿命显著提高。表1新旧模具材料寿命对照表
; h# A" H1 v- e 钢号
% H! J. z; I; y8 E+ b) v) l: Y 被加工材料
( \) |$ S( L, [* W 模具硬度／HRC
. q" \- R0 z4 g$ P/ t6 Q, @ 平均寿命／件
$ p* e% V: [9 u9 H8 J V) r/ @3 P# X 寿命提高(倍)+ k! \, c5 o/ T- s
Cr12MoV , F& K% U: a8 E* y( X: D; C
Q235 6 m+ I( [: C; P& G( R2 o
t＝2.1～2.4mm 1 }( P- a8 n- r; g2 A
58～62
0 ]7 P5 V7 a ~7 @- I 14000～16000 - G1 Z0 I0 A q* w4 ?
――
: W R3 z+ @9 @5 _0 m 65Nb , t5 T& b+ O: ?$ j' k& f" f0 Q }: j" {
57～59 + i" \ I& z* f- n2 z& X% I% x
35000～70000 8 R) p) x5 X- X% |- l, o
2.5～4.3
" ^$ f5 e, {2 J4 X3 E/ W& a% r" [1 f CD - o7 S1 }8 r9 U/ R
65Mn * h. ?2 d$ T9 z9 i- X1 h' ?+ H
t＝1.8～2.1mm 3 S, x5 B3 _) }9 @- h5 u
58～60
. M; p/ I! v) }4 e: I+ P, H5 a1 m 47000～88000 * o6 j9 V" Q, g' N0 D
3.3～5.5 9 y' z& Y1 u) D K
LD % q- k4 A# q: Z$ [$ O) H
10＃钢
& z3 W1 N% c" T2 Q' Z t＝2.6～3.5mm
5 B4 O% z- L/ T2 ?2 b3 { 58～62 i, g) E4 W6 j( b0 m
22000～46000
. R2 o; {9 Y7 z ?' Z R' E 1.5～2.8
% a. e' t+ Z$ e$ Q; Z# z( Y8 ] 2、冷镦模冷镦模工作时，凸模必须承受强烈的冲击力，其最大压应力可达到2500N/mm2，一般低合金工具钢是不能承受的，必须采用高强韧性合金工具钢和硬质合金制造。对于冷镦六角螺栓，六角螺母冷作模具，应采用高强韧、高耐磨性模具钢65Nb，LD，GM，LM，6W6Mo5Cr4V钢。这类钢强韧很高，耐磨性稍次。如在冷镦模表面实施强化处理，如PVD物理气相氮化钛涂层，气体氮碳共渗、液体氮碳共渗、硼――碳复合渗等，就可明显提高冷作模具耐磨性。硬质合金是用粉末冶金方法制造的复合材料，其硬度很高、耐磨性好，用于制作冷镦模具，其使用寿命可提高数倍和数百倍。如六角螺栓冷镦模芯、缩径模套寿命可达20万～50万件，但其较脆，韧性较差，且不能进行车、铣，只宜磨削加工。常用牌号YG20、YG15。表2硬质合金的化学成分 |
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发表于 2009-3-30 11:01:50
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