衝壓模具使用的材料屬於冷作模具鋼(gāng),是應用量大、使用麵廣、種(zhǒng)類(lèi)最多的模具(jù)鋼。主要性(xìng)能(néng)要(yào)求為強度、韌性、耐(nài)磨性。冷(lěng)作(zuò)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(wéi)兩大分支:一種是降低(dī)含碳量和合金元素量,提高鋼中碳化物分布均(jun1)勻度,突出提高模具(jù)的韌性(xìng)。如美國釩合金鋼(gāng)公司的8CrMo2V2Si、日本大同特(tè)殊鋼公司的DC53(Cr8Mo2SiV)等。另一種是以提高耐磨性為主要目的,以(yǐ)適應高速(sù)、自動化、大批量(liàng)生產而開發的粉末高速(sù)鋼。如德國的320CrVMo13,等。
在衝壓模具中,使用了各種金屬材料和非金屬材料,主要有碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄鋼、硬質(zhì)合(hé)金、低熔(róng)點合金、鋅基(jī)合金、鋁青銅、合成樹脂、聚氨脂橡(xiàng)膠(jiāo)、塑料、層(céng)壓(yā)樺(huà)木板等。
製造模具的材料,要求具有高硬度、高強度、高耐(nài)磨性(xìng)、適(shì)當的韌(rèn)性、高(gāo)淬(cuì)透(tòu)性和熱處理不變形(或(huò)少變形)及淬火(huǒ)時(shí)不易(yì)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具壽命的(de)關鍵。對用途不同的模具,應根據其工作狀(zhuàng)態、受力條件及(jí)被加工材料的性能、生產批量及生(shēng)產率等因素綜合(hé)考慮(lǜ),並對上述要求的各項性能有所側重,然後作出對鋼種及熱處理工藝的相應選擇。
當(dāng)衝壓件的生產批量很大時,模(mó)具的工作零件(jiàn)凸模和凹(āo)模的材料應(yīng)選取質量高、耐磨(mó)性好的(de)模具鋼。對於模具的其它工藝結構部分(fèn)和輔助結(jié)構部分的零件材料,也要相應地提高。在批量(liàng)不大(dà)時,應適當放寬對材料性能的要求,以降(jiàng)低成本。
當被衝壓加工的材料較硬或變形抗力較大時(shí),衝模的凸、凹模應選取耐磨性好、強度高的材料。拉深不鏽鋼時,可采用鋁青銅凹模,因為它具有較好的(de)抗(kàng)粘著性。而導(dǎo)柱導套則要求耐磨和較好的(de)韌性,故多采用低碳鋼表麵滲碳(tàn)淬火(huǒ)。又如,碳素工具鋼的主要不足(zú)是淬透性差,在衝模零件斷(duàn)麵尺寸較大時,淬火(huǒ)後其中(zhōng)心硬度仍然較低,但是,在行程(chéng)次(cì)數(shù)很大(dà)的壓床上工作時,由於它的耐衝擊性好反而成為優點(diǎn)。對於固定板、卸(xiè)料板類零件,不但要有足夠(gòu)的強度,而且要(yào)求在工作(zuò)過程中變形小。另外,還可以采(cǎi)用冷處理(lǐ)和深冷處理、真空處理和表麵強化的方法(fǎ)提(tí)高模(mó)具零(líng)件的性能。對於(yú)凸、凹模工作條(tiáo)件較差(chà)的冷擠壓模,應選取有足夠硬度、強度、韌(rèn)性、耐磨性等(děng)綜合機械性(xìng)能較好的模(mó)具鋼,同時應具有一定的紅硬性和熱疲勞強度(dù)等。
應考慮材料的冷(lěng)熱加工性能和工廠現有條件。
注意采(cǎi)用微變形(xíng)模具(jù)鋼,以減少機加工費用。
對特殊要求的模具,應開發應用具有專門性能的模具鋼
選擇模具材料要根據(jù)模具(jù)零件的使用條件來決定,做到在滿足主要條件的前提下,選用價(jià)格低(dī)廉的材料,降低成本。