冷冲模几种常见材料
(一)碳素工具钢
T7A为高韧性碳素工具钢,其强度及韧性都较高,适合制作易脆断的小型模具或承受冲击载荷较大的模具;T10A是最常用的钢材,是性能较好的代表性碳素工具钢,耐磨性也较高,经适当热处理可得到较高强度和一定韧性,合适制作要求耐磨性较高而承受冲击载荷较小的模具。T8A淬透性、韧性等均优耐磨性也较高,适合制作小型拉伸、挤压模。
(二)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。这样可以降低淬火冷却速度,减少热应力和组织应力,减少淬火变形及开裂倾向,钢的淬透性也明显提高
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用于制造模具的低合金钢有Crwmn、9MN2V、9SICR、9CRWMN、9MN2、7CRSIMNMOV、6CRNIMNSIMOV等。Crwmn钢具有较好的淬透性,淬火变形小,但是其耐磨性、强韧性、变形要求等仍不能满足形状复杂的冷作模具的需要。
(三)高碳高铬冷作模具钢
高碳高铬冷作模具钢包括CR12、CR12MOV、CR12MO1V1具有高硬度、高强度、高耐磨性、易淬透、稳定性高、抗压强度高及淬火变形小等优点。高碳高铬钢经锻造后的毛坯硬度较高内应力较大,必须进行退火处理。高碳高铬钢在回火过程中,会出现马氏体分解、碳化物聚集和残余奥氏体的转变。工业生产中,常采用2~3次回火,以改善前次回火残余奥氏体转变为初生马氏体的韧性,从而提高钢的韧性。CR12 型钢强度和耐磨性较高,但其碳化物不均匀性比较严重,使用中脆断倾向很大,韧性较低。综合力学性能要求更高的模具,常用的替代钢种是高速钢。
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(四)高速钢
高速钢具有很高的硬度、抗压强度和耐磨性,采用低温淬火、快速加热等工艺措施,可以有效地改善其韧性。因此,高速钢越来越多地应用于要求重载荷、高寿命的冷作模具。高速钢合金元素含量高,价格贵,工艺性能不佳,脆性较大,使其应用受到一定限制。钨钼系高速钢,因其含碳化物分布较均匀, 颗粒细小,W6MO5CR4V2钢的韧性优于W18CR4V钢,故应用比较广泛。高强韧性降碳减钒的高速钢 6W6MO5CR4V,由于适当地减少了碳与钒的含量,其抗弯强度与塑性、冲击韧性等都显著提高,而硬度与二次硬化能力都得以保持。
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(五)基体钢
模具中常用的基体钢有6CR4W3MO2VNB、7CR7MO2V2SI、5CR4MO3SIMNVAL等。基体钢被广泛地应用于制造冷挤压、厚板冷冲和冷镦等模具,特别适于制造难变形材料用的大型复杂模具,也可以用作黑色金属的热挤压模具 ,是一类冷热兼用的模具钢。随着高速多工位自动冷镦机的普遍使用,以及高强度钢和高韧性不锈钢冲压件的广泛应用,冷冲模服役条件更加恶劣,采用电渣重熔并进行复合强化的012AL基体钢冷冲模,可显著提高使用寿命。