钣金锁模具六大优选材料专家推荐
钣金锁模具寿命关键取决于材料化学成分、强度、韧性、耐磨性、热稳定性等。需结合实际生产需求,合理选用优质钢材并实施热处理工艺以延寿命。究竟何材最优?
钣金锁模具材料六大核心要求
- 强度:表征抗变形/抗断裂能力。设计使用须保证足够强度防变形开裂断裂,主靠适当热处理获取;
- 硬度:零件硬度对模具寿命影响大,是重要设计指标;
- 韧性:抗冲击载荷开裂能力,是冷作模具钢关键性能指标。需按工况确定具体要求,大冲击/偏心弯曲/应力集中工况需足够韧性;
- 耐磨性:除影响寿命外,还影响制品尺寸精度与表面粗糙度。模具材料硬度一般应比毛坯高30%-50%。金相组织要求:基体上细小分散碳化物;
- 疲劳抗力:反映交变载荷下抗疲劳损伤能力,细分疲劳强度、裂纹萌生力、扩展抗力、低能多次冲击抗力等;
- 热稳定性:使用中因热量保持组织性能稳定能力。高速冲裁或剧烈摩擦磨损的冷作模具,宜选具二次硬化能力的高合金钢。
六大可选模具材料特性解析
- 碳素工具钢(C 0.7%-1.3%):价廉料易、加工性好。热处理后高硬高耐磨。简形轻载模具件。T10A最常用,代表性碳素工具钢,性能好耐磨高,适当热处理得高强一定韧性,适高耐磨耐冲击小型模。T8A淬透性韧性优于T10A,耐磨更高,适小型拉深/挤压模。
- 低合金工具钢:碳素工具钢加适量合金元素。降低淬火冷却速率,减少热应力组织应力,降低淬火变形开裂倾向,显著提高淬透性。常用:CrWMn、9Mn2V、9SiCr、9CrWMn、9Mn27CrSiMnMoV (CH-1)、6CrNiMnSiMoV (GD)等。
- 高碳高铬钢:Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1 (D2)。高硬高强高耐磨、易淬透性稳,抗蚀高、抗压强、淬火变形小。锻坯硬度高(~550HB)内应力大,久置室温易开裂报废。需退火消除内应力、降硬度、改善切削性能。
- 高速钢:采用低温淬火快速加热等工艺措施,可有效提高抗压强度、耐磨性、韧性。因而在重载长寿命冷作模具中应用日增。钨钼系高速钢因碳化物分布均匀细小,具较高弯曲强度、塑性、冲击韧性,保持硬度与二次硬化能力。
- 硬质合金:高硬、高抗压、高耐磨,模具强韧耐用、制品表面质量好,适量产。制多工位级进模、大直径深拉模镶件。缺点:脆、难加工、不可锻造热处理、成本高,限制应用。
- 钢结合硬质合金:粉末冶金新材料,难熔金属碳化物作硬相、合金作结合相。兼具高硬高耐磨高抗压,又有钢的可加工性与热处理性。
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