衝壓模具使用(yòng)的材料屬於冷作模具(jù)鋼,是應用量大、使用麵廣、種類最多的模具鋼。主要性能要求為強度、韌性、耐磨性。冷作模具(jù)鋼的發展趨勢是在高合金鋼D2(相當於我國Cr12MoV)性能基礎上,分為兩大分支:一種是(shì)降(jiàng)低含(hán)碳量和合金元素量,提高鋼中碳化物分布(bù)均(jun1)勻度,突出提高模(mó)具的韌性(xìng)。如美國釩合金鋼公司的(de)8CrMo2V2Si、日本大同特殊鋼公司的DC53(Cr8Mo2SiV)等。另一種是以提高耐磨(mó)性為主要目的,以適應高速、自動化、大批量生產(chǎn)而開發的粉末高速鋼(gāng)。如德國的320CrVMo13,等(děng)。
在衝壓模具中,使用了(le)各種金屬材料和非金屬材料(liào),主要有碳(tàn)鋼(gāng)、合(hé)金鋼、鑄(zhù)鐵、鑄鋼、硬質合金、低熔點合金、鋅(xīn)基合(hé)金、鋁青銅、合(hé)成樹脂、聚氨脂橡膠、塑料(liào)、層壓樺木板等。
製造模具的材料,要(yào)求具有高硬度、高強度、高耐磨性、適當的韌性、高淬透性和熱處理不變形(或少變形)及淬火時不易開裂等性能。
合理選取模具材料及實施正確的熱處理工藝是保證模(mó)具壽命的關鍵。對用途不同的(de)模(mó)具,應根據其工作(zuò)狀態、受力條件及被加工材料的性(xìng)能、生產批量及生(shēng)產率等因素綜合考慮,並對(duì)上述要求的各項性能有所側重,然(rán)後作出(chū)對鋼(gāng)種(zhǒng)及熱處理(lǐ)工藝的相應選擇。
當(dāng)衝壓件的生產批量很大時,模具的工作零件(jiàn)凸模和凹模的材料應選取(qǔ)質量高、耐磨性好(hǎo)的模具鋼。對於模具的其它工藝結(jié)構部分和輔助結構部分的零件材料,也要相應地提高。在批量不大時,應適當放寬對(duì)材料(liào)性能(néng)的要求,以降低成本(běn)。
當被衝壓加工的材料較硬或變形抗(kàng)力較大時,衝模的凸、凹模(mó)應選取耐(nài)磨性好、強度高的(de)材(cái)料。拉深不鏽鋼時,可采用鋁(lǚ)青銅凹模(mó),因為它具有較好的抗粘著性。而導柱導套則要求耐磨和較好的韌性,故多采用(yòng)低碳鋼表麵滲碳淬火。又如,碳素工具鋼的(de)主要不足是淬透性差,在衝模零件(jiàn)斷麵尺寸較(jiào)大時,淬火後其中心硬(yìng)度仍然較低,但是,在行程次數很大的壓(yā)床上工作時,由於它的耐衝擊性好反而成為優點(diǎn)。對於固定板、卸料板(bǎn)類零件,不(bú)但要有足夠的強度,而且要求在工作過程中變形小。另外,還可以采用冷處理和深冷處理、真空處理和表麵強化的方(fāng)法提高模具零件的性能。對於凸、凹模工作條件較差的冷擠壓模,應選取有足夠硬度、強(qiáng)度、韌性、耐磨性等綜合機械性能較好的模(mó)具鋼,同時應具有一定的紅硬性和(hé)熱疲勞強度等。
應考慮材料的冷熱(rè)加工性能和工廠現有條件。
注意采用微變形模具鋼,以減少機(jī)加(jiā)工費用。
對特殊要(yào)求的模具,應開發應用具有專門性能的模具(jù)鋼
選擇模具材料要根據模具零件的使用(yòng)條件來決定,做到在滿足主要(yào)條件的前提下,選用價格低廉的材料,降低成本。