冷冲压材料特性

绪论1冷冲压常温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离、成形或者接合，从而获得一定形状、尺寸和性能零件叫冷冲压。

2.学生分析冲压件特点1）薄板件2)生产批量大3)形状和尺寸精度方面互换性较好3.学生讨论完成冲压件制造的特点归纳总结:冷冲压与传统的金属切削加工方式相比具有以下一些特点：（1）冷冲压是少、无切屑的高效加工方法（2）冷冲压零件在形状和尺寸精度方面互换性较好(3)冷冲压零件经过塑性变形，金属内部组织得到改善，机械强度有所提高。

（4）冷冲压操作简单，易于实现机械化和自动化，生产效率高4.本课程内容、目的和学习方法（1）有意识地培养较强的识读模具图纸的能力：（2）坚持理论与实践相结合：（3）学会查找资料、手册以及参考书籍；注重本专业知识的长期积累。

（4）掌握好基础知识和重要冷冲压工序的工艺与模具设计重点、要点。

（5）通过各种途径广泛获取本专业的相关知识，做好现场教学和课件教学等；不断培养和提高学习兴趣；兴趣是我们学好本专业课程最好的老师。

课题一冷冲压基本工序与冷冲模一、冲压基本工序工序是指一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或时对几个冲压件所连续完成的那一部分冲压工艺过程。

就材料的变形性质而言，可以将冷冲压工序划分为分离工序和变形工序。

二、冷冲模三、模具标准化课题二金属塑性变形基本知识一、主应力与主应变图1-1 主应变图二、塑性及与变形抗力1. 塑性及塑性变形塑性是固体材料在外力作用下发生永久变形，而不破坏其完整性的能力；影响金属塑性的因素主要包括金属本身的晶格类型、化学成分和金相组织等以及变形时的外部条件，如变形温度、变形速度和变形方式等。

2．变形抗力金属在变形时反作用于运动着的工具之力称为变形抗力。

3.变形温度对塑性变形的影响随着金属加工温度的升高金属塑性增加，变形抗力降低，柔软性增加。

比如在板料成形加工中，就可以采取加热使板料软化，增加板料的变形程度，降低板料的变形抗力，提高工件的成形精确度的措施。

冲压加工的特点、发展及应用一、冲压的特点冲压加工是一种先进的金属加工方法，与其他加工方法（切削）比较，它有以下特点：1、采用冲压加工方法，在压床简单冲压下，可以得到壁薄、重量轻、刚性好、表面质量高、形状复杂、用其他加工方法难以加工的工件。

如汽车的前顶盖、车门等薄壳零件。

2、冲压件的尺寸精度是由模具保证的，制出的零件一般不进一步加工，可直接用来装配，而且有一定精度，具有互换性。

因此，冲压加工的尺寸稳定、互换性好。

3、在耗材不大的情况下，能得到强度高、足够刚性而重量轻、外表光滑美观的零件，因此，工件的成本较低。

4、冲压加工一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样，大量切削金属，所以它不但节能，而且节约金属。

操作简单，劳动强度低，材料利用率高（一般为70%～85%）。

5、生产率高，冲床冲一次一般可得一个零件，而冲床一分钟的行程少则多次，多则几百次。

同时，生产出的毛坯和零件形状规则，便于实现机械化和自动化。

最近几年发展起来的简易冲模、组合模具、锌基合金冲模等为单件大批量生产创造了条件，因此，产品造价成本低。

冲压的缺点是模具要求高、制造复杂、周期长、制造费用昂贵，因而在小批量生产中受到限制。

同时，冲压件的精度决定于模具精度，若零件的精度要求过高，用冷冲压生产就难以达到要求。

二、冲压的发展及应用由于冲压具有表面质量好、重量轻、成本低的优点，它还是一种经济的加工方法，这是其他加工方法不能与之竞争的。

因而冲压工艺在机械制造业中得到广泛应用，它在现代汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表以及飞机、导弹、枪弹、炮弹和各种民用轻工业中已成为主要的工艺之一。

目前，大量产品均可以通过钢板冲压直接生产，有些机械设备往往以冲压件所占的比例作为评价结构是否先进的指标之一。

工业发达国家对冷冲压生产工艺的发展是很重视的，很多国家（包括英、美、法、日等）的模具工业产值已超过机床工业，作为冲压原材料的钢带和钢板占全部品种的67%。

通过冲压技术加工产品已成为现代工业生产的重要手段和发展方向。

沖壓材料之特性與選用沖壓加工使用的大部分都是板料，但也包含一部份棒料。

其主要的有：(1) 熱間鋼板壓延鋼板(2) 冷間鋼板壓延鋼板(3) 矽鋼板(4) 不銹鋼板(5) 鋁板及鋁合金板(6) 銅板銅合金板下列以連接器最常用的材質為銅合金板、不銹鋼板及工具碳鋼介紹如下：銅及銅合金板銅及銅合金材料的熱和電氣的傳導度佳，是用於電線、電子、電氣零件最佳材料銅合金的種類如下銅鋅合金-黃銅(BRASS)：比較有代表性的是7-3黃銅(含鋅量25%~35%)。

JIS 規格C2600~C2680系列。

銅鍚合金-青銅(BRONZE)：比較有代表性的是含磷的磷青銅，其耐蝕性、耐疲勞性、耐磨耗性均佳，而彈性為最主要的特點。

磷青銅的規格依含鍚量可分為：JIS 規格:C5101系列(含鍚量3~5.5%)C5191系列(含鍚量5.5~7.0%)C5210系列(含鍚量7~9%)熱處理銅合金：具熱處理性，比較有代表性的是鈹銅，具耐蝕性佳，於時效硬化處理前，富於展性，且於時效硬化處後，卻增加耐疲勞性，導電性。

不銹鋼鋼板：鋼鐵材料之鉻(Cr)元素含量與其腐蝕率呈反比關係，當鉻含量達11~12%以上時，此效果尤其顯著。

所謂不銹鋼，一般上是指含鉻量達11%以上之高合金鋼，其主要特徵是耐腐蝕性及耐熱性非常優越，具有不銹性及表面光輝性。

沖壓加工用的不銹鋼板種類依製造方式可分為：熱壓不銹鋼板及冷壓不銹鋼板。

依金相組織之分類有：麻田散鐵系：不銹鋼之鉻含量約11.5~14.0%，含碳量一般小於0.15%，SUS410(13% Cr)為此系列材料之代表。

有SUS410S、SUS420等肥粒鐵系：不銹鋼之鉻含量約18%，含碳量一般小於0.12%，SUS430(18%Cr)為此系列材料之代表。

有SUS434、SUS429、SUS405等。

沃斯田鐵系：不銹鋼之鉻含量約17%，含碳量一般小於0.15%，SUS304(18Cr-8Ni)是此系列代表。

有SUS201、SUS202、SUS301、SUS302等。

冷冲模具的制造要求及制造过程冷冲模具是一种用于冷冲压工艺的模具，在汽车、电子、家电等行业广泛应用。

冷冲模具的制造要求和制造过程非常重要，直接影响到产品的质量和效率。

以下将从这两方面进行详细介绍。

一、冷冲模具的制造要求1. 高强度和硬度冷冲模具在使用过程中需要承受较大的冲击和摩擦力，因此对模具的材质要求非常高。

通常情况下，冷冲模具需要采用优质的合金钢材料制造，确保模具具有足够的强度和硬度。

2. 高精度和稳定性冷冲模具的制造需要保证其具有高精度和稳定性，以确保冷冲压工艺的精准性和一致性。

在制造过程中，需要采用先进的加工设备和精密的加工工艺，确保模具的加工精度在允许范围内。

3. 耐磨性和耐久性冷冲模具在长时间的使用过程中会受到严重的磨损，因此需要具有良好的耐磨性和耐久性。

在材料选择和热处理过程中需要特别注意，确保模具具有良好的耐磨性和耐久性。

4. 合理的结构设计冷冲模具的结构设计需要考虑到产品的形状和尺寸，以及冷冲压工艺的要求。

合理的结构设计能够减少模具的磨损和变形，延长模具的使用寿命。

5. 完善的冷却系统在冷冲压工艺中，模具需要长时间进行高频次的冷却，因此需要具备完善的冷却系统，以确保模具在工作过程中能够保持合适的工作温度，防止模具变形和损坏。

二、冷冲模具的制造过程冷冲模具的制造过程通常包括材料选择、模具设计、加工制造、热处理和装配等环节。

1. 材料选择冷冲模具通常采用优质的合金钢材料制造，如Cr12MoV、Cr12和9SiCr等。

在材料选择时需要考虑模具的使用环境和工艺要求，选择合适的材料。

3. 加工制造在模具加工制造过程中，需要采用先进的加工设备和精密的加工工艺，确保模具的加工精度和表面质量。

通常情况下，需要采用CNC加工中心、线切割机等设备进行加工。

4. 热处理模具的热处理过程非常重要，可以有效提高模具的硬度、强度和耐磨性。

常用的热处理工艺包括淬火、回火、渗碳等，需要根据模具的材料和使用要求进行合理选择。

冷冲压的工艺特点：
因为它通常是在压力机室温状态下进行加工，所以称为冷冲压。

冷冲压生产过程的主要特征是依靠冲模和冲压设备完成加工，便于实现自动化，生产率很高，操作简便。

冷冲压的优点：
冷冲压所获得的零件一般无需进行切削加工，因而是一种节省能源、节省原材料的无或少切削加工方法。

冷冲压所用原材料多是表面质量好的板料或带料，冲件的尺寸公差由冲模来保证，所以尺寸稳定、互换性好。

冷冲压产品壁薄、质量轻、刚性好，可以加工成形状复杂的零件，小到钟表的秒针、大到汽车纵梁、覆盖件等。

冷冲压的缺点：
由于冲模制造一般是单件小批量生产，精度高，技术要求高，是技术密集型产品，制造成本高。

因而，冷冲压生产只有在大批量的情况下才能获得较高的经济效应。

综上所述：冷冲压与其他加工方法相比，具有独到的特点，所以在工业生产中，尤其在大批量生产中应用十分广泛。

相当多的工业部门都越来越多采用冷冲压加工产品零部件，如机械制造、车辆生产、航空航天、电子、电器、轻工、仪表及日用品等行业。

在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当大，不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，现在已被质量轻、刚度好的冲压件所代替。

冷冲压模具设计要点
1.材料选择：冷冲压模具所使用的材料应具有高强度、耐磨损和耐腐
蚀的特性，一般常用于模具制作的材料有工具钢、硬质合金、高速钢等。

2.结构设计：冷冲压模具的结构设计应考虑到模具的强度、刚性和稳
定性，以保证模具在使用过程中能够承受大的载荷和高频的工作循环，同
时也要考虑到模具的拆卸和维护方便。

3.设计尺寸：模具设计的尺寸应根据产品的形状、尺寸和要求来确定，其中应考虑到材料的伸缩性、弹性以及工艺的要求等因素，确保成形后的
产品尺寸精度和表面质量。

4.几何形状：冷冲压模具的几何形状应符合产品的要求，具有合理的
结构，以利于金属材料在成形过程中的流动和填充，同时也要避免产生应
力集中和变形等问题。

5.寿命和耐磨性：冷冲压模具在使用过程中会受到金属材料的冲击和
磨损，因此需要具备良好的耐磨性和长寿命，可以通过表面涂层、热处理
以及硬质合金加工等方式来提高模具的寿命。

6.润滑和冷却：在冷冲压过程中，为了减少摩擦和热量的产生，需要
对冷冲压模具进行润滑和冷却处理，以保证模具的正常工作和生产效率。

7.精度和控制：冷冲压模具的设计要考虑到产品的精度和控制要求，
包括成形厚度、尺寸公差、直角度、表面平整度等，以保证产品的质量和
性能。

8.模具标准和规范：对于冷冲压模具的设计，应按照相关的标准和规
范进行设计，以确保模具的质量和安全性。

冷冲压模具设计的要点主要包括材料选择、结构设计、设计尺寸、几何形状、寿命和耐磨性、润滑和冷却、精度和控制，以及模具标准和规范等方面。

只有综合考虑以上要点并灵活运用，才能设计出高质量、高效率的冷冲压模具。

冷冲压材料特性介绍冷冲压是现代工业生产中常用的一种材料加工方法，它采用机械手或冲压机将金属材料固定在模具中，施加压力以塑造或切割材料。

在冷冲压过程中，不需要加热材料，因此不会使材料的化学和物理性质发生变化，从而保持了材料的许多优良特性。

下面将从材料的性质、材料的选择和影响因素等方面对冷冲压材料进行介绍。

一、冷冲压材料的性质1.高强度性能。

冷冲压材料相比其他材料具有更好的强度性能，表现为更高的屈服极限和更好的弹性模量。

这种特性使其在汽车、航空、航天和医药等领域具有广泛的应用前景。

2.成形性好。

冷冲压工艺要求材料必须具有良好的成形性。

它们必须获得接近100%的填充率，从而避免缺陷和裂纹。

因此，材料的成形性能对冷冲压产品的完整性和质量具有重要意义。

3.表面质量好。

冷冲压产品的表面质量对其质量和外观具有重要影响。

因此，冷冲压材料需要具有良好的表面质量，避免产生氧化皮和其他表面缺陷。

4.耐腐蚀性强。

材料的耐腐蚀性能是其在高温、潮湿和有害化学物质环境下的维持耐用性的能力。

在某些应用中，冷冲压产品需要耐腐蚀，以增加其耐用性并延长其使用寿命。

5.低成本。

相比其他成形工艺，冷冲压能够减少生产成本。

冷冲压材料通常是批量生产的，所以使用冷冲压技术可以降低单件生产成本，并提高生产效率。

二、冷冲压材料的选择在冷冲压制品的生产中，根据不同的应用领域和需求，需要选择不同的材料。

常见的冷冲压材料包括钢、铝合金和铜合金等。

1.钢材。

这是最常用的冷冲压材料之一，它的强度高，成形性好，并且适合批量生产。

钢材还具有热处理能力，可以通过调整冲压过程的温度和时间来调整强度和硬度。

2.铝合金。

这种材料具有良好的成形性和强度，还可以减少产品的重量。

铝合金的强度和韧性根据不同的组成和加工处理方式而异，因此可以选择不同的类型来满足不同的要求。

3.铜合金。

铜合金具有优异的导热性和导电性，而且在高温下的强度保持稳定。

因此，它们通常用于生产电气和电子设备中。

冷冲压模具材料的化学成分及机械性能模具焊接用焊条情况焊条各种模具使用TIG焊丝铸铁用焊条铸铁型面用及堆焊焊条DMA-100 铸铁修补接合使用铜合金硬面堆焊焊条2模具在汽车、运输、机械、电器产品、家庭用品、办公用品、光学器材、玩具、建材、航空等几乎所有行业中都有应用，做为产品大量生产的母体手段，日益发挥着重要作用，为保证工厂的生产效率和产品质量方面的要求，对各种模具在经久耐用、生产精度上的要求更加严格。

但是由于磨损、尺寸变更、加工错误、缺损等原因，而在模具生产上产生的高成本，往往令企业难以接受。

而采用焊接修补方式可以使成本大大降低，同时又不影响生产。

即使是造价便宜的模具，采用修补方式，也会将原来的使用寿命提高1—2倍。

而模具修补往往需要高级技术、高档材料且工艺复杂，不是一般企业都能够掌握的。

本公司已多年修补模具的经验为后盾，可根据客户的要求、母材材质、使用条件及形状等复杂条件，为客户选用经济实用、材质匹配的模具专用焊接材料，并长期提供技术支持，我们的焊接材料适用于冲压模、拔丝模、连铸模、塑胶模、锻造模等冷热作模具刃口工具等。

冷作冲压模具使用焊接材料应用规范及注意事项专用焊条冲压模具母材，由于现在的主流为合金工具钢或铸铁，施焊相对于碳钢来讲，非常的困难，会出现各种问题。

合金工具钢含碳量和其它元素较多，为较易淬火材料，焊接时多发生裂纹。

这是模具钢本身所要求的材料特性所决定的。

另一方面，铸铁自身的延伸率较差，焊接时热输入容易引淬硬和开裂，同时易产生气孔，为较难焊接材料。

鉴于上述原因，模具钢的焊接非常困难，我们应该注意如下事项：1．1．为防止开裂，应依据模具钢母材或焊接材料，进行预热并控制层间温度。

必要时进行后热并缓冷。

2．2．预热尽可能将温度控制在均一的水平，只能进行局部预热的情况下，在焊接部周围50mm的范围内均一加热；加热时使用长而弱的火焰，在大面积范围内缓慢地加热到100℃左右。

3．3．为了防止气孔的发生，要完全清除焊接部的锈迹、油污，使用焊条要烘干。

冲压材料的特性和冲压材料的选用冲压加工使用的大部分都是板料，但也包含一部份棒料。

其主要的有：(1) 热间钢板压延钢板(2) 冷间钢板压延钢板(3) 硅钢板(4) 不锈钢板(5) 铝板及铝合金板(6) 铜板铜合金板下列以连接器最常用的材质为铜合金板、不锈钢板及工具碳钢介绍如下：铜及铜合金板铜及铜合金材料的热和电气的传导度佳，是用于电线、电子、电气零件最佳材料铜合金的种类如下铜锌合金-黄铜 (BRASS)：比较有代表性的是7-3黄铜(含锌量25%~35%)。

JIS 规格C2600~C2680系列。

铜钖合金-青铜 (BRONZE)：比较有代表性的是含磷的磷青铜，其耐蚀性、耐疲劳性、耐磨耗性均佳，而弹性为最主要的特点。

磷青铜的规格依含钖量可分为：JIS 规格:C5101系列(含钖量 3~5.5%)C5191系列(含钖量 5.5~7.0%)C5210系列(含钖量 7~9%)热处理铜合金：具热处理性，比较有代表性的是铍铜，具耐蚀性佳，于时效硬化处理前，富于展性，且于时效硬化处后，却增加耐疲劳性，导电性。

不锈钢钢板：钢铁材料之铬 (Cr)元素含量与其腐蚀率呈反比关系，当铬含量达11~12%以上时，此效果尤其显著。

所谓不锈钢，一般上是指含铬量达11%以上之高合金钢，其主要特征是耐腐蚀性及耐热性非常优越，具有不锈性及表面光辉性。

冲压加工用的不锈钢板种类依制造方式可分为：热压不锈钢板及冷压不锈钢板。

依金相组织之分类有：麻田散铁系：不锈钢之铬含量约11.5~14.0%，含碳量一般小于0.15%，SUS410(13% Cr)为此系列材料之代表。

有SUS410S、SUS420等肥粒铁系：不锈钢之铬含量约18%，含碳量一般小于0.12%，SUS430(18%Cr)为此系列材料之代表。

有SUS434、SUS429、SUS405等。

沃斯田铁系：不锈钢之铬含量约17%，含碳量一般小于0.15%，SUS304(18Cr-8Ni)是此系列代表。

冷冲压工艺对材料的要求挤压技术现在已经有了很大的发展，但是，这种技术在生产上能否稳定、推广应用，模具使用寿命的长短有决定性的影响。

挤压模具材料及热处理，是为适应这一项技术的发展而逐步发展起来的。

目前，模具材料可以在低合金工具钢，高碳高铬合金工具钢，高速钢，硬质合金等较为广泛的范围内选用。

因此，按照冷挤压工艺特性的要求，合理选用模具材料，制定正确的热处理工艺，是保证获得具有较长使用寿命及经济合理性的重要环节。

为了合理选用模具材料，首先应对模具在挤压过程中的工作情况及所要求的性能进行分析。

一、模具在挤压过程中承受的应力1.承受大的挤压力：金属在冷挤压时的变形抗力是很大的，如挤压低碳钢(σb=400(兆帕)反挤压的单位挤压力可达2000～3000(兆帕)，当润滑和表面处理不当时，其单位挤压力甚至高达3000～3500(兆帕)，这个数值已超过了一般模具钢的弹性极限，有可能使模具在挤压过程中产生微量的塑性变形，而使挤压件尺寸精度较差，严重时将发生模具的破损。

2.因偏心负荷而引起的弯曲应力：因毛坯两端不平，毛坯与凹模间隙大，模具加工及装配的同轴度偏差过大等原因，都会引起凸模承受较大的偏心弯曲应力，而导致模具早期折断。

3.连续作用的冲击力：机械式的冷挤压机，实际上是以连续的冲击式施加负荷于模具上。

近年来，虽然广泛采用了液压缓冲装置，但仍不可能完全消除这种冲击负荷。

对于高硬度(HRC≥60)的模具，当存在某些表面和内部缺陷时，会引起应力集中而过早脆裂。

4.模具表面磨损：模腔内的金属在强大外力作用下，产生塑性流动时，会引起模具表面的磨损。

当模具表面存在贫碳、软点、组织不均匀等缺陷时，会加速模具的磨损产生模具表面早期破坏。

5.模具温度升高而加速模具的磨损：由于金属的变形与摩擦原因而产生的热，在连续生产过程中，会使模具的温度逐步上升：可能达到200℃甚至更高，对于一些模具材料，会产生回火作用，而降低模具的性能。

二、冷挤压工艺对模具材料的要求综合前述的冷挤压模具在工作过程中所承受的负荷情况，模具材料应能满足以下几方面的基本要求。

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冷冲压材料实验报告一、实验目的本实验旨在探究冷冲压材料对形状和尺寸的影响，通过实际操作了解不同材料在冷冲压过程中的变形规律，并对实验结果进行分析和总结。

二、实验装置与材料2.1 实验装置本次实验使用了冷冲压实验机，该实验机具有调节模具尺寸、调整冲头压力和记录实验数据的功能。

2.2 实验材料本实验使用了三种不同材料的板材，分别为铁、铝和不锈钢。

这些材料具有不同的硬度和韧性特性，在冷冲压过程中表现出不同的变形行为。

三、实验步骤3.1 准备工作首先，我们需要准备冷冲压实验机和实验材料。

将实验材料切割成相同尺寸的长方形板材，并选择适当的模具。

3.2 实验操作1. 将冷冲压实验机开启，调整模具尺寸和冲头压力至合适的数值。

2. 将铁板材放置在模具中央，按下实验机上的启动按钮，观察铁板材变形的过程。

3. 记录实验数据，包括冲头压力、变形行为和变形尺寸。

4. 将铁板材取出，稍作整理后，进行下一次实验。

5. 重复以上步骤，使用铝板材和不锈钢板材进行实验。

四、实验结果与分析通过实验操作，我们观察到了不同材料在冷冲压过程中的变形行为和变形尺寸。

实验结果如下：4.1 变形行为铁板材在冲压过程中出现了较大的塑性变形，同时伴随着一定的弹性回复。

铁材料的韧性较好，能够承受较大的变形应力，并在冲压后恢复到一定程度的初始形状。

铝板材在冲压过程中显示出较小的变形行为，且变形后的形状较稳定。

与铁材料相比，铝材料的韧性较差，容易发生断裂。

不锈钢板材在冲压过程中也发生了明显的塑性变形，但其弹性回复能力较铁材料和铝材料更强。

不锈钢具有较高的硬度和韧性，能够承受更大的变形应力。

4.2 变形尺寸根据实验数据，我们计算了不同材料在冷冲压过程中的变形量。

实验结果显示，不同材料在相同冲头压力下，其变形量存在一定的差异。

铁材料的变形量较大，铝材料变形量较小，而不锈钢材料的变形量介于两者之间。

五、结论通过本次实验，我们得出了以下结论：1. 冷冲压过程中，材料的硬度和韧性特性对变形行为有明显影响。