8.1冷作模具钢的特征及制造工艺
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冷作模具钢冷作模具钢包括制造冲截用的模具(落料冲孔模、修边模、冲头、剪刀)、冷镦模和冷挤压模、压弯模及拉丝模等1.冷作模具钢的工作条件及性能要求冷作模具钢在工作时.由于被加工材料的变形抗力比较大,模具的工作部分承受很大的压力、弯曲力、冲击力及摩擦力。
因此,冷作模具的正常报废原因一般是磨损.也有因断裂、崩力和变形超差而提前失效的。
冷作模具钢与刃具钢相比.有许多共同点。
要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗弯强度和足够的韧性,以保证冲压过程的顺利进行、其不同之处在于模具形状及加I工艺复杂.而且摩擦面积大.磨损可能性大.所以修磨起来困难。
因此要求具有更高的耐磨化模具工作时承受冲压力大.又由于形状复杂易于产生应力集中,所以要求具有较高的韧性;模具尺寸大、形状复杂.所以要求较高的淬透性、较小的变形及开裂倾向性。
总之,冷作模具钢在淬透性、耐磨性与韧性等方面的要求要较刃具钢高一些.而在红硬性方面却要求较低或基本上没要求(因为是冷态成形),所以也相应形成了一些适于做冷作模具用的钢种,例如,发展了高耐磨、微变形冷作模具用钢及高韧性冷作模具用钢等。
下面结合有关钢种选用进一步说明。
2.钢种选择通常接冷作模具的使用条件,可以将钢种选择分为以下四种情况:(1)尺寸小、形状简单、轻负荷的冷作模具。
例如.小冲头,剪落钢板的剪刀等可选用T7A、T8A、T10A、T12A等碳素工具钢制造。
这类钢的优点是;可加工性好、价格便宜、来源容易。
但其缺点是:淬透性低、耐磨性差、淬火变形大。
因此,只适于制造一些尺寸小、形状简单、轻负荷的工具以及要求硬化层不深并保持高韧性的冷像模等。
(2)尺寸大、形状复杂、轻负荷的冷作模具。
常用的钢种有9SiCr、CrWMn、GCr15及9Mn2V等低合金刃具钢。
这些钢在油中的淬透直径大体上可达40mm以上。
其中9Mn2V钢是我国近年来发展的一种不含Cr的冷作模具用钢.可代替或部分代替含Cr的钢。
9Mn2V钢的碳化物不均匀性和淬火开裂倾向性比CrWMn钢小、脱碳倾向性比9SiCr钢小,而淬透性比碳素工具钢大.其价格只比后者高约30%因此是一个值得推广使用的钢种。
冷作模具钢的性能概述
冷作模具钢是一种在工业生产中广泛应用的钢材,主要用于制造模具、冲压模等工业机械件。
随着工业生产的发展,人们对冷作模具钢的性能要求越来越高,因此,对于冷作模具钢的性能概述,进行详细的介绍能够更好地帮助读者了解并选择适合自己需求的材料。
1.硬度
冷作模具钢具有较高的硬度,这与其搭载的碳素量有关。
它们通常含有高碳量,因此硬度可达到63-65 HRC,某些钨钼系冷作模具钢的硬度可超过70 HRC。
这种高硬度有助于加工冷却材料和热处理钢,保证模具的耐用性和稳定性。
2.抗磨性
冷作模具钢具有良好的抗磨性能。
在钢中添加高硬度硬质合金,有助于减少摩擦损失,并提高钢材表面的硬度,减少磨损,增加其使用寿命。
3.耐腐蚀性
冷作模具钢能够有效地抵御氧化和腐蚀。
在防止氧化和腐蚀的同时,它们能保持钢材的强度和硬度,这是其优于其他钢材的重要优点。
4.韧性和弹性
与大多数高碳钢相比,冷作模具钢有较佳的韧性、弹性和耐热性。
这有助于抵御极端条件下的应力和扭曲,使模具在长时间使用下保持其形状和准确性。
5.切削性
冷作模具钢可以很好地切削和加工,具备可塑性和可锻性,因而其加工性能很高。
这使得它们以先进的技术生产,制造出更准确、更精萃的模具,从而极大程度上提高了制造业的生产效率。
总之,钢材的性能很大程度上决定了冷作模具的质量,因此在选择冷作模具钢时,应考虑使用的条件和性能要求。
通过了解冷作模具钢的性能概述,能够更好地选择适合自己需求的材料,并合理使用它们,从而提高生产效率和经济效益。
冷作模具钢热处理的目的是什么?模具热处理实际上是指模具零件的热处理。
冷作模具种类较多,主要有冷冲裁模、冷镦模、冷挤压模具、冷拉深拉丝模等,由于形状结构差异性较大,工作条件和性能要求不一,除了要选用合适的材料外,还应选择最佳热处理工艺,用以满足模具服役性能要求,提高模具的使用寿命。
一、冷作模具基本热处理工艺冷作模具一般要求具有高的耐磨性、一定的硬度和硬化层深度,足够的强度和韧性。
因此冷作模具的基本热处理工艺如下1.预备热处理冷作模具在锻后必须进行球退火,以消除锻坯的锻造应力,改善组织和降低硬度,以便机械加工并为最终热处理作发组织准备。
2.高温回火或去应力退火为消除机械加工中产生的应力,减少最终热处理变形,常在机械加工之后安排去应力退火或调质处理。
为使线切割后应及时进行再回火,回火温度不应高于淬火后的回火温度,在高温回火时为防止模具氧化脱碳,应采用保护气氛或防氧化脱碳措施。
3.冷作模具的淬火淬火是冷作模具最终热处理中的重要操作,它对模具的使用性能影响极大,应特别给予重视。
主要要注意以下几点:1)应对模具材料进行确认并检查模具表面有无擦伤、裂纹等缺陷。
2)根据模具的形状,估计模具的文治武功趋势,作各种堵塞、捆绑或包扎,使能均匀地进行加热与冷却。
3)合理选择淬火加热温度。
既要使奥氏体固溶一定的合金元素和碳,以保证模具的淬透性、淬硬性、强度和热硬性,又要有适当的过剩碳化物,以细化晶粒,提高模具的耐磨性和保证模具具有一定的韧性。
同时要考虑模具的温度高低对变形的影响,及加热过程中的预热。
4)合理选择淬火加热保温时间。
一般模具淬火加热可根据加热设备采取经验公式计算保温时间。
但实际热处理操作时,应考虑模具零件的具体情况。
特别是复杂模具要综合考虑各种影响因素,并通过试验来确定最佳淬火保温时间。
5)合理选择淬火冷却介质。
高合金冷作模具钢其淬透性好,并为了减少热处理变形和开裂,在满足模具技术要求的情况下尽可能选择较缓慢的冷却介质淬火,如气冷、油冷、盐浴、分级淬火和等温淬火等。
冷作模具钢及其热处理的措施_模具钢热处理工艺(1)高的硬度和耐磨性,工作时保持锋利的刃口;(2)较高的强度和韧性,工作时刃部不易崩裂或塌陷;(3)较好的淬透性,保证淬火态有较高的硬度和一定的淬透深度;(4)较好的加工工艺性能,热处理变形小,在复杂断面上不易淬裂。
1、2冷作模具钢的化学成分特点(1)高碳:碳的质量分数一般在1%左右,个别达2、0%,以保证高硬度和高耐磨性。
(2)高合金:常用的合金元素有Cr、Mn、Mo、W、V等。
Mn、Cr等能提高淬透性,碳化物形成元素能形成难溶碳化物,细化晶粒、提高耐磨性。
1、3常用冷作模具钢的种类冷作模具钢使用的钢材分为:碳素工具钢、低合金工具钢、高铬及中铬模具钢、基体钢、高速钢等。
(1)碳素工具钢和低合金工具钢:碳素钢一般选用高级优质碳素工具钢,以改善模具的韧性。
对耐磨性要求较高、不受或受冲击较小的可选用T13A、T12A;对受较大冲击的模具则应选择T7A、T8A;而对耐磨性和韧性均有一定要求的模具(如冷镦模)可选择T10A。
优点是加工性能好、成本低;缺点是淬透性低、耐磨性欠佳、淬火变形大、使用寿命低。
故一般只适合制造尺寸小、形状简单、精度低的轻负荷模具。
(3)低合金工具钢常用的钢号有9Mn2V、9SiCr、CrWMn和滚动轴承钢GCrl5。
优点是低合金工具钢具有较高的淬透性、较好的回火稳定性、较好的耐磨性和较小的淬火变形,综合力学性能较好。
缺点是网状碳化物倾向较大,因韧性不足而可能导致模具的崩刃或折断等早期失效。
常用于制造尺寸较大、形状较复杂、精度较高的低中负荷模具。
(4)高铬和中铬冷作模具钢:是一种专用的冷作模具钢,具有更高的淬透性、耐磨性和承载强度,且淬火变形小,广泛用于尺寸大、形状复杂、精度高的重载冷作模具。
高铬模具钢Crl2型常用的有三个牌号:Crl2和Crl2MoV、Crl2Mo1V1。
Crl2钢的ωC高达2、0%~2、3%,属莱氏体钢。
它具有优良的淬透性和耐磨性,但韧性较差,多用于小动载条件又要求高耐磨或形状简单的拉伸模和冲裁模,在正确设计的情况下可以冲压厚度小于6mm的钢板。
冷作模具钢的性能概述1.硬度:冷作模具钢的硬度高,能够保持在高温下保持其原有的硬度。
这对于冲压模具、剪切模具等需要经受高强度冲击和压力的模具非常重要。
2.耐磨性:冷作模具钢具有良好的耐磨性,能够承受长时间的磨损而不失去其形状和功能。
这使得冷作模具在长时间的使用中保持高精度和稳定性。
3.耐蚀性:冷作模具钢具有良好的耐腐蚀性,能够在恶劣的工作环境下抵御腐蚀和氧化。
这使得冷作模具能够在高湿度、酸性或碱性环境中工作。
4.耐热性:冷作模具钢表现出良好的耐高温性能,能够在高温下保持其原有的硬度和机械强度。
这使得冷作模具能够顺利应对高温冲击和变形,延长使用寿命。
5.可塑性:尽管冷作模具钢在高温下保持硬度,但它仍然具有良好的可塑性,能够通过加工和冷却过程中的塑性变形快速形成所需形状。
这使得冷作模具钢能够制造出复杂的模具结构。
6.导热性:冷作模具钢具有良好的导热性,能够快速传递热量,使模具在加工过程中能够更好地散热。
这对于冲压、剪切等高速加工操作非常重要,可以减少模具和工件的热变形,提高加工效率和质量。
7.韧性:冷作模具钢具有较高的韧性,能够在冲击和振动加载下保持稳定的性能。
这对于冷作模具的使用寿命和安全性非常重要。
总之,冷作模具钢是一种重要的材料,提供了耐磨、硬度高、耐蚀、耐热等良好的性能。
它的应用范围广泛,从汽车零部件到电子产品,从塑料制品到家具制造都有着重要的作用。
随着科技的进步和工业的发展,对冷作模具钢性能的需求也在不断提高。
未来,随着新材料和制造技术的涌现,冷作模具钢有望进一步提升其性能,满足不同行业对高品质模具的需求。
冷作模具钢特性
冷作模具钢是一种常用的模具材料,具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性和高韧性等优良特性。
本文将对冷作模具钢的特性进行详细阐述。
一、高硬度
冷作模具钢的硬度是其最重要的特性之一。
通常情况下,冷作模具钢的硬度可以达到60-65HRC,甚至更高。
这种高硬度意味着冷作模具钢能够承受高压和高摩擦,并且具有较强的抗磨损性能。
因此,冷作模具钢通常用于制造需要高度精度以及耐磨损的模具。
二、高耐磨性
冷作模具钢不仅硬度高,更具有高耐磨性。
它的耐磨性能取决于其化学成分和硬度。
通常情况下,冷作模具钢具有较高的碳含量和较低的铬含量,这使得它的表面更加坚硬且不易磨损。
同时,冷作模具钢的硬度和坚硬度也使得其具有更好的耐磨性,能够经受住长时间下的高速磨损。
三、高耐腐蚀性
冷作模具钢通常用于制造海水和氢氧化物等化学物质中的模具,同时也用于制造易受腐蚀的模具。
这是因为冷作模具钢具有较高的耐腐蚀性。
它的耐腐蚀性能取决于其化学成分中的
镍和铬。
较高的镍和铬含量使冷作模具钢在潮湿环境下有极高的抗腐蚀性能。
四、高韧性
冷作模具钢不仅硬度高、耐磨性好、耐腐蚀性强,同时还具有良好的韧性。
这种高韧性意味着即使在受到高度压力的情况下也不容易断裂或损坏。
同时,在高速工作条件下,它的韧性也使得冷作模具钢延迟了表面的起裂点,这保护了模具的表面,从而使模具的寿命更长。
总之,冷作模具钢具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性和高韧性等优点。
这些特性使得它成为制造高质量模具所必不可少的材料之一,广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天制造等行业。
冷作模具钢是一种专门用于制造冷作模具(冷却模具)的钢材。
冷作模具通常用于制造不同材料的零部件,如塑料、金属等,通过模具的加工形成所需的形状和尺寸。
钢材作为冷作模具的材料需要具备以下特性:
耐磨性:冷作模具需要经常与工件接触,在加工过程中需要具备良好的耐磨性,以保证模具的使用寿命长。
硬度:冷作模具需要具备一定的硬度,以保证加工过程中模具不易变形,保持零件的精确度。
耐腐蚀性:冷作模具需要能够抵御腐蚀和氧化,以增加模具的使用寿命。
热传导性:冷作模具需要具备良好的热传导性能,以便快速散热,保证模具在长时间使用后不会过热。
常见的冷作模具钢包括以下几种:
H13钢:具备良好的耐磨性和热传导性能,常用于制造高要求的冷作模具。
D2钢:具备较高的硬度和耐磨性,适用于制造中等要求的冷作模具。
A2钢:具备一定的硬度和韧性,适用于制造低要求的冷作模具。
冷作模具钢的选择要根据具体的加工要求、工件材料以及使用环境等因素综合考虑,以确保模具的质量和使用寿命。
冷作模具钢和热作模具钢冷作模具钢和热作模具钢是常见的两种模具钢材料,它们在模具制造和使用过程中具有不同的特点和应用领域。
本文将详细介绍冷作模具钢和热作模具钢的特点、性能以及应用方面的差异。
一、冷作模具钢1. 特点:冷作模具钢主要用于制造在室温下工作的模具,具有以下特点:- 冷硬性好:冷作模具钢经过冷处理后,具有良好的硬度和耐磨性,能够在较大的应力下工作。
- 优异的加工性能:冷作模具钢具有较好的加工性能,可以进行切削、钻孔、铣削等加工操作。
- 耐腐蚀性:冷作模具钢在常温下具有较好的耐腐蚀性能,不易受到氧化和腐蚀的影响。
- 适用范围广:冷作模具钢适用于制造各种冲压模具、剪切模具、切割刀具等。
2. 性能:冷作模具钢的性能主要取决于其合金化元素和热处理工艺。
一般来说,冷作模具钢具有以下性能:- 高硬度:常见的冷作模具钢具有较高的硬度,一般在50~62 HRC 之间,能够满足模具在工作时对硬度的要求。
- 良好的耐磨性:冷作模具钢经过冷处理后,具有良好的耐磨性能,能够在长时间的使用中保持较低的磨损率。
- 优异的韧性:冷作模具钢在冷处理后保持一定的韧性,能够在受到冲击或振动时不易断裂。
- 较好的切削性能:冷作模具钢具有较好的切削性能,能够在切削过程中减小刀具的磨损。
3. 应用:冷作模具钢广泛应用于各种模具制造和加工领域,其主要应用包括:- 冲压模具:冷作模具钢制成的冲压模具能够在冷压过程中保持较高的硬度和耐磨性,具有较长的使用寿命。
- 塑料模具:冷作模具钢制成的塑料模具具有较好的切削性能,能够在制造塑料制品时保持较高的精度和表面光洁度。
- 剪切刀具:冷作模具钢制成的剪切刀具能够在剪切过程中保持较好的耐磨性和稳定性,具有较长的使用寿命。
二、热作模具钢1. 特点:热作模具钢主要用于制造在高温下工作的模具,具有以下特点:- 耐高温性:热作模具钢具有较高的耐高温性能,能够在高温环境下工作而不失去硬度和耐磨性。
- 较好的塑性:热作模具钢具有较好的塑性,能够在高温下承受较大的应力而不易产生塑性变形。
冷作模具钢的技术发展和热处理工艺一、引言冷作模具钢是模具材料中的一种,其特点是硬度高、耐磨性好、抗拉强度高等。
随着工业的发展,模具的应用越来越广泛,对于冷作模具钢的需求也越来越大。
本文将介绍冷作模具钢的技术发展和热处理工艺。
二、冷作模具钢的技术发展1. 传统冷作模具钢传统冷作模具钢主要分为两类:低合金型和高合金型。
低合金型通常含有少量的铬、钼等元素,其主要特点是硬度较低,但韧性好;高合金型则含有较多的铬、钼等元素,硬度高,但韧性差。
2. 高性能冷作模具钢随着科技的不断进步和工业化水平的提高,人们对于冷作模具钢的要求也越来越高。
因此,在传统冷作模具钢基础上,出现了一些新型材料。
这些新型材料通常含有更多的合金元素以及微量元素等掺杂物质,并采用了先进制造工艺。
这些新型材料具有更高的硬度、更好的耐磨性、更高的韧性等优点。
3. 无锡钢铁公司开发的冷作模具钢无锡钢铁公司开发了一种全新的冷作模具钢——WY718。
这种材料采用了先进的制造工艺,含有铬、钼、钴等多种合金元素,并且添加了稀土元素等微量掺杂物质。
WY718具有极高的硬度和耐磨性,同时又具有较好的韧性和抗拉强度。
三、热处理工艺1. 普通淬火普通淬火是最常见的一种热处理方法。
其步骤为:加热至适当温度,保温一段时间,然后快速冷却。
这种方法可以使得材料表面形成一层硬质薄膜,从而提高其硬度和耐磨性。
2. 高温回火高温回火是指在淬火后将材料加热至适当温度,保温一段时间后再进行冷却。
这种方法可以消除淬火过程中产生的应力,并提高材料的韧性和塑性。
3. 淬火回火淬火回火是指先进行普通淬火,然后将材料加热至适当温度,保温一段时间后再进行冷却。
这种方法可以使得材料同时具有较高的硬度和韧性。
4. 等温淬火等温淬火是指将材料加热至适当温度,保温一段时间后快速冷却。
这种方法可以使得材料在热处理过程中形成细小的组织结构,从而提高其硬度和耐磨性。
5. 调质调质是指在普通淬火后将材料加热至适当温度,保温一段时间后冷却。