制造工藝對(duì)沖壓模具使用壽命的影響

      沖壓模具，是在冷沖壓加工中，將資料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。沖壓是在室溫下運(yùn)用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)資料施加壓力，使其發(fā)生分離或塑性變形，然后獲得所需零件的一種壓力加工辦法。下面具體介紹沖壓模具資料的選用以及模具制造工藝對(duì)沖壓模具運(yùn)用壽數(shù)的影響。
      沖壓模具資料的選用模具制造工藝對(duì)沖壓模具運(yùn)用壽數(shù)的影響

沖裁模具

      沖裁模具資料的選用
      選用沖裁模具資料應(yīng)考慮工件生產(chǎn)的批量，若批量不大就沒有必要挑選高壽數(shù)的模具資料；還應(yīng)考慮被沖工件的原料，不同原料適用的模具資料亦有所不同。對(duì)于沖裁模具，耐磨性是決議模具壽數(shù)的重要因素，鋼材的耐磨性取決于碳化物等硬質(zhì)點(diǎn)相的狀況和基體的硬度，兩者的硬度越高，碳化物的數(shù)量越多，則耐磨性越好。常用沖壓模具鋼材耐磨性的劣優(yōu)依次為碳素工具鋼—合金工具鋼—基體鋼—高碳高鉻鋼—高速鋼—鋼結(jié)硬質(zhì)合金—硬質(zhì)合金。
     此外還必須考慮工件的厚度、形狀、尺度大小、精度要求等因素對(duì)模具資料挑選的影響。
     1.傳統(tǒng)模具用鋼長(zhǎng)期以來，國(guó)內(nèi)薄板沖裁模用鋼為T10A、CrWMn、9Mn2V、Cr12和Cr12MoV等。
  其間T10A為碳素工具鋼，有一定強(qiáng)度和耐性。但耐磨性不高，淬火容易變形及開裂，淬透性差，只適用于工件形狀簡(jiǎn)單、尺度小、數(shù)量少的沖裁模具。
     T10A碳素工具鋼的熱處理工藝為：760~810℃水或油淬，160~180℃回火，硬度59~62HRC。
     CrWMn、9Mn2V是高碳低合金鋼種，淬火操作簡(jiǎn)潔，淬透性優(yōu)于碳素工具鋼，變形易控制。但耐磨性和耐性仍較低，應(yīng)用于中等批量、工件形狀較雜亂的沖裁模具。CrWMn鋼的熱處理工藝為：淬火溫度820~840℃油冷，回火溫度200℃，硬度60~62HRC。9Mn2V鋼的熱處理工藝為：淬火溫度780~820℃油冷，回火溫度150~200℃，空冷，硬度60~62HRC。留意回火溫度在200~300℃規(guī)模有回火脆性和明顯體積脹大，應(yīng)予避開。
     Cr12和Cr12MoV為高碳高鉻鋼，耐磨性較高，淬火時(shí)變形很小，淬透性好，可用于大批量生產(chǎn)的模具，如硅鋼片沖裁模。但該類鋼種存在碳化物不均勻性，易發(fā)生碳化物偏析，沖裁時(shí)容易出現(xiàn)崩刃或斷裂。其間，Cr12含碳量較高，碳化物散布不均比Cr12MoV嚴(yán)重，脆性更大一些。
     Cr12型鋼的熱處理工藝挑選取決于模具的運(yùn)用要求，當(dāng)模具要求比較小的變形和一定耐性時(shí)，可選用低溫淬火、回火（Cr12為950~980℃淬火，150~200℃回火；Cr12MoV為1020~1050℃淬火，180~200℃回火）。若要進(jìn)步模具的運(yùn)用溫度，改進(jìn)其淬透性和紅硬性，可選用高溫淬火、回火（Cr12為1000~1100℃淬火，480~500℃回火；Cr12MoV為1110~1140℃淬火，500~520℃回火）
     高鉻鋼在275~375℃區(qū)域有回火脆性，應(yīng)予防止。
    

2.常用模具新鋼種
     為了補(bǔ)償傳統(tǒng)模具鋼種功能的缺乏，國(guó)內(nèi)開發(fā)或引進(jìn)了以下功能較好的沖壓模具用鋼：
    （1）Cr12Mo1V1（代號(hào)D2）鋼為仿美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)中的D2鋼引進(jìn)的鋼種，屬Cr12型鋼。因?yàn)镈2鋼中Mo、V含量增加，細(xì)化了晶粒，改進(jìn)了碳化物的散布狀況，因而D2鋼的強(qiáng)耐性（沖擊韌度、抗彎強(qiáng)度、撓度）比Cr12MoV鋼有所進(jìn)步，耐磨性和抗回火穩(wěn)定性也比Cr12MoV更高?？捎蒙罾涮幚恚M(jìn)步硬度并改進(jìn)尺度穩(wěn)定性。用D2鋼制造的沖裁模具壽數(shù)要高于Cr12MoV鋼模具。
    D2鋼的鑄造功能和熱塑成形性比Cr12MoV鋼略差，機(jī)械加工功能和熱處理工藝與Cr12型鋼類似。
    （2）Cr6WV鋼為高耐磨微變形高碳中鉻鋼，碳、鉻含量均低于Cr12型鋼，碳化物的散布狀態(tài)較Cr12MoV均勻，具有良好的淬透性。熱處理變形小，機(jī)械加工功能較好?？箯潖?qiáng)度、沖擊韌度優(yōu)于Cr12MoV，只是耐磨性略低于Cr12型鋼。用于接受較大沖擊力的高硬度、高耐磨板料沖裁模，其效果好于Cr12型鋼。
    鋼的常用熱處理工藝為：淬火溫度9701~000℃，一般可熱油或硝鹽分級(jí)淬火冷卻，尺度不大的部件可采納空冷。淬火后應(yīng)立即回火，回火溫度160210~℃，硬度58~62HRC。
    （3）Cr4W2MoV鋼也是高耐磨微變形高碳中鉻鋼，代替Cr12型鋼而研制的鋼種，碳化物均勻性好，耐磨性高于Cr12MoV，適于制造形狀雜亂、尺度精度要求高的沖壓模具，可用于硅鋼片沖裁模。
    Cr4W2MoV鋼的熱處理工藝：要求強(qiáng)度、耐性較高時(shí)，選用低溫淬火、低溫回火工藝：淬火溫度960~980℃，回火溫度280~320℃，硬度60~62HRC。要求熱硬性和耐磨性較高時(shí)，選用高溫淬火、高溫回火工藝：淬火溫度1020~1040℃，回火溫度500~540℃，硬度60~62HRC。