【文章內(nèi)容簡介】 板在最初階段產(chǎn)生變形，隨著變形量的增加，薄板的下側(cè)表面因受到大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生開裂。在使用過程中，隨著凹模和凸模的磨損量的增加，其刃部的尖角逐步變?yōu)閳A角，導(dǎo)致薄板下側(cè)產(chǎn)生的拉應(yīng)力降低，薄板厚度方向受到壓縮，增加了被沖裁板料的加工硬化和變形、延遲了板料產(chǎn)生裂紋的時間，坯料切斷后，其斷口周圍產(chǎn)生毛刺，隨著模具磨損量的增加，工件的毛刺高度增加，當(dāng)毛刺高度超過規(guī)定要求時，模具就需要更換或返修。下料沖孔模具用鋼，一般根據(jù)被加工工件的材料種類、厚度、生產(chǎn)工件的批量和模具的尺寸精度、形狀復(fù)雜程度等因素選擇鋼材。當(dāng)沖壓低硬度的紙板，塑料板，鋁、鎂合金板，銅合金板時，如果沖裁產(chǎn)品批量不大，可選用碳素工具鋼；批量較多時，可選用CrWMn、9CrWMn、7CrSiMnMoV等低合金鋼，淬回火硬度為HRC62~64；生產(chǎn)批量達(dá)到100萬件，可選用Cr1Cr12MoV、Cr5Mo1V、Cr5Mo1V、7Cr7Mo2V2Si等鋼號，淬回火硬度為HRC61~63；當(dāng)生產(chǎn)批量超過100萬件時，可選用高速鋼、超硬高速或硬質(zhì)合金制造模具。當(dāng)沖壓強(qiáng)度高、變形抗力大的碳素鋼板、硅鋼鋼板、不銹鋼板時，要根據(jù)材料的強(qiáng)度、厚度、變形抗力，選擇合金含量更高、耐磨性更好的高一檔模具鋼。對截面尺寸較大的模具，要選用合金元素含量較高、淬透性好的模具鋼。當(dāng)被加工材料厚度增加時，也需要考慮選擇高一檔的模具鋼。推薦的沖壓模具用鋼見表116。 表116 薄板下料沖孔模具用鋼的選擇被加工材料生產(chǎn)批量/件103104105106107鋁、鎂及銅合金CrWMnCrWMn,Cr5Mo1VCrWMn,Cr5Mo1V,Cr12MoVCr12MoV,Cr12Mo1V1,高速鋼硬質(zhì)合金碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼CrWMnCrWMnCrWMnCr12MoV1硬質(zhì)合金鐵素體不銹鋼 Cr5Mo1VCr5Mo1V,Cr12,Cr12MoVCr12Mo1V1,高速鋼 奧氏體不銹鋼CrWMn,Cr5Mo1VCrWMn,Cr5Mo1V,Cr12Cr12,Cr12MoV,Cr12Mo1V1Cr12Mo1V1,高速鋼硬質(zhì)合金淬回火彈簧鋼(≤HRC52)Cr5Mo1VCr5Mo1V,Cr12,Cr12MoVCr12Mo1V1,Cr12MoV,高速鋼Cr12Mo1V1,高速鋼，粉末高速鋼硬質(zhì)合金變壓器硅鋼Cr5Mo1VCrWMn,Cr12,Cr12MoVCr2,Cr12Mo1V1,高速鋼Cr12Mo1V1,高速鋼粉末高速鋼硬質(zhì)合金紙張等軟材料T8,T10T8,T10T8,T10,Cr5Mo1V,CrWMn,CrWMn,Cr5Mo1V,Cr12,Cr12MoVCr12,Cr12MoV,高速鋼一般塑料板T10,CrWMnCrWMnCr5Mo1V高速鋼硬質(zhì)合金增強(qiáng)塑料板CrWMn,Cr5Mo1VCr5Mo1V,Cr12MoV（氮化）Cr5Mo1V,Cr12MoV(氮化)Cr12,Cr12Mo1V1,高速鋼硬質(zhì)合金B(yǎng) 冷鐓模具用鋼很多緊固件是采用冷鐓模具形成的。冷鐓模具承受劇烈的沖壓載荷，其凹模表面承受很高的壓應(yīng)力。要求模具材料具有較高的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。冷鐓模具在熱處理后，表面必須具有高的硬度而心部必須具有良好的韌性，這樣，表面有一定的壓應(yīng)力可以抵消在冷鐓過程中承受的應(yīng)力。用于生產(chǎn)工件批量不大的冷鐓模具，一般選擇碳素工具鋼或低合金冷作模具鋼，對模具型腔表面進(jìn)行局部淬火，使型腔表面硬度達(dá)到HRC60左右，而模具心5硬度為HRC35~45左右。應(yīng)根據(jù)模具的截面尺寸，選擇具有一定淬透性的模具鋼，以得到比較理想的淬硬層深度。淬硬層過淺，可能造成使用中型腔塌陷；硬化層過深，可能使模具在使用過程中出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。對于要求使用壽命長的冷鐓模具，則采用高合金模具鋼（如Cr5Mo1V，Cr12，Cr12MoV，7CrMo2V2Si等）、高速鋼（如W6Mo5Cr4V2，W18Cr4V，粉末高速鋼等）、鋼結(jié)硬質(zhì)合金或鈷含量較高韌性好的硬質(zhì)合金制造。為了使模具能承受較高的沖擊載荷，一般采用鑲塊式模具結(jié)構(gòu)。模具外套采用高韌性的合金結(jié)構(gòu)鋼或4Cr5MoSiV1等熱作模具鋼制造，熱處理后的硬度為HRC45左右。高硬度冷鐓模具鑲塊采用高合金模具材料制造，用冷壓或熱壓法鑲?cè)胪馓?，使之緊密接觸，外套對內(nèi)套造成一定的壓應(yīng)力，以改善模具的服役條件，延長模具的使用壽命。推薦的冷鐓模具用鋼見表117。 表117 冷鐓模具用鋼的選擇生產(chǎn)批量/件11045104251041105整體模鑲塊模整體模鑲塊模整體模鑲塊模整體模鑲塊模冷鐓模具用鋼T8 Cr5Mo1VT8Cr12MoVT8Cr12MoVT8Cr12Mo1V1,高速鋼T10Cr12MoVT10Cr12Mo1V1T10Cr12Mo1V1T10CPM10VCr2Cr12MoVCr27Cr7Mo3V2SiCr2高速鋼Cr2鋼結(jié)硬質(zhì)合金冷作模具用鋼T10W6Mo5Cr4V2T10高速鋼T107Cr7Mo3V2Si7CrSiMnMoV硬質(zhì)合金7Cr7Mo3V2Si7Cr7Mo3V2Si7CrSiMnMoV 7Cr7Mo3V2Si鋼結(jié)硬質(zhì)合金 注：鑲塊模具外套可采用中碳合金結(jié)構(gòu)鋼或4Cr4MoSiV，4Cr5MoSiV1鋼制造。C 冷擠壓模具用鋼在冷擠壓過程中凹模經(jīng)常承受外套的預(yù)壓應(yīng)力和擠壓過程中的拉伸應(yīng)力，凸模則承受巨大的壓應(yīng)力。工件在變形過程中所產(chǎn)生的熱量也部分地被模具吸收，所以模具材料還需要具有一定的高溫硬度和熱穩(wěn)定性。另外，模具表面往往會產(chǎn)生磨損和擠傷，從而造成工件的尺寸、形狀變化，表面粗糙度上升，使得模具失效。冷擠壓模具所承受的載荷取決于被擠壓工件的材料強(qiáng)度和加工硬化程度以及工件擠壓過程中的變形度。擠壓較軟的鋁合金工件用的小型模具，其凹模可以采用碳素工具鋼制造；擠壓高強(qiáng)度鋁合金、碳素鋼和低合金鋼工件的冷擠壓凹模，一般采用中合金模具鋼制造（如Cr5Mo1V等，硬度為HRC56~58）。生產(chǎn)批量不大的冷擠壓凸模和頂桿材料，一般采用中合金冷作模具鋼制造；對于生產(chǎn)大批量工件的冷擠壓凸模，為了提高其抗壓強(qiáng)度和耐磨性，一般選用高合金模具鋼（如Cr12MoV，Cr12Mo1V1，7Cr7Mo3V2Si等）或高速鋼、基體鋼（如W6Mo5Cr4V6W6Mo5Cr4V等）制造。良好的潤滑條件是減少冷擠壓模具磨損的主要措施。對于黑色金屬冷擠壓產(chǎn)品，常采用磷化加皂化處理來改善潤滑條件。在實(shí)際生產(chǎn)中，潤滑條件不當(dāng)將造成冷擠壓模具早期失效。當(dāng)擠壓工件很大時，如擠壓鋼件超過10萬件，擠壓輕合金工件超過50萬件時，有時采用硬質(zhì)合金制造模具鑲塊。當(dāng)擠壓變形抗力很高的合金鋼工件或反擠壓大型環(huán)形的工件時，也可以采用硬質(zhì)合金制造冷擠壓凸模的鑲塊，凸模的外套一般選用高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼制造（熱處理硬度為HRC55~58）。推薦的冷擠壓模具用鋼見表118。冷擠壓拉伸模具用鋼見表119。 表118 冷擠壓模具用鋼的選擇被擠壓工件材料生產(chǎn)批量/件51035104凸模用鋼鋁合金低碳鋼（C≤%）滲碳合金鋼Cr5Mo1VCr5Mo1VCr5Mo1VCr5Mo1V，Cr12Mo1V1，高速鋼Cr5Mo1V，Cr12Mo1V1，高速鋼高速鋼，7Cr7Mo3V2Si凹模用鋼鋁合金低碳鋼（C≤%）滲碳合金鋼T10CrWMn，Cr5Mo1VCrWMn，Cr5Mo1VT10，CrWMnCr5Mo1V（氮化），Cr12MoVCr5Mo1V（氮化），Cr12MoV頂桿用鋼鋁合金低碳鋼及滲碳合金鋼Cr5Mo1VCr5Mo1VCr12MoV，Cr12Mo1V1，高速鋼Cr12Mo1V1，高速鋼，7Cr7Mo3V2Si表119 冷擠壓拉伸模具用鋼的選擇被加工工件材料生產(chǎn)批量/件51035104凸模用鋼鋁合金Cr5Mo1VCr12，Cr12MoV，Cr12Mo1V1，高速鋼低碳鋼（C%）高速鋼高速鋼碳鋼（%~%）高速鋼（氮化）高速鋼（氮化），高釩高速鋼滲碳合金鋼高速鋼（氮化）高速鋼（氮化），高釩高速鋼凹模材料鋁合金Cr5Mo1VCr5Mo1V，Cr12MoV，高速鋼碳鋼及合金鋼Cr5Mo1V，6Cr4W3Mo2VNb，7Cr7Mo3V2SiCr12MoV，Cr12Mo1V1，6W6Mo5Cr4V，高速鋼（氮化）D 沖壓成形模具用鋼沖壓成形是通過彎曲或少量的延伸，將金屬薄板壓制成與模具輪廓相近的工件。沖壓成形模具鋼的選用要根據(jù)成形工件的生產(chǎn)批量、工件的材料和厚度、形狀、尺寸、要求的精度等情況來決定。沖壓模具的正常失效，主要是由于磨損。軟的、薄的和強(qiáng)度低的工件成形壓力低、磨損少。反之，模具磨損就會加速。對于小型沖壓成形模具，一般多采用高合金模具鋼Cr12MoV或Cr12Mo1V1鋼制造（硬度為HRC58~62）。對于易產(chǎn)生表面擦傷的模具可以進(jìn)行氮化處理。對于大型工件沖壓用的大型模具，凸模往往采用Cr12MoV或Cr12Mo1V1鋼制造（硬度為HRC58~62），凹模本體用鑄鐵制造，僅在容易磨損處采用淬硬的Cr5Mo1V，Cr12MoV，Cr12Mo1V1鋼的鑲塊。為了簡化工藝，也可以采用經(jīng)局部淬硬的7CrSiMnMoV鋼鑲塊。生產(chǎn)形狀復(fù)雜的、較厚工件的模具可采用高一檔的模具鋼；而形狀簡單、較薄的工件的成形模具，可選擇低一檔的模具材料。硬質(zhì)合金具有很高的耐磨性和抗擦傷性能，但是成本高、脆、不易加工，一般僅用于制造重要模具的鑲塊。近幾年來發(fā)展的鋼結(jié)硬質(zhì)合金、粉末高合金耐磨鋼，如空冷高耐磨粉末模具鋼CPM10V（%C，%Cr，%V，%Mo）具有高耐磨性和高韌性，是很有發(fā)展前途的冷作模具材料，用以制造模具鑲塊。推薦選用的沖壓成形模具用鋼見表1110。 表 1110 薄板冷沖壓成形用模具鋼的選擇被加工工件材料質(zhì)量要求生產(chǎn)批量/件表面粗糙度尺寸偏差/mm102103104105106鋁、銅、黃銅無無環(huán)氧樹脂金屬聚脂鋅合金環(huán)氧樹脂金屬聚脂鋅合金環(huán)氧樹脂金屬聚脂鋅合金合金鑄鐵7CrSiMnMoV鑲塊鑄鐵Cr5Mo1V鑲塊鋁、銅、黃銅無177。環(huán)氧樹脂金屬聚脂鋅合金環(huán)氧樹脂金屬聚脂鋅合金合金鑄鐵合金鑄鐵7CrSiMnMoV鑲塊鑄鐵Cr5Mo1V鑲塊鋁、銅、黃銅低177。環(huán)氧樹脂金屬聚脂鋅合金環(huán)氧樹脂金屬聚脂鋅合金合金鑄鐵合金鑄鐵7CrSiMnMoV鑲塊鑄鐵Cr5Mo1V鑲塊低碳鋼無無環(huán)氧樹脂金屬聚脂鋅合金環(huán)氧樹脂金屬聚脂鋅合金合金鑄鐵合金鑄鐵7CrSiMnMoV鑲塊鑄鐵Cr5Mo1V鑲塊低碳鋼低177。鋅合金鋅合金