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一、冷作鋼的要求
冷作工模具鋼被用于制造金屬及陶瓷材料沖裁和成形的模具。
(1)模具的表面溫度通常不超過 200℃;
(2)為使模具能充分發揮其性能, 冷作模具鋼須具備足夠的:
硬度, 耐磨性和抗壓強度
塑性與韌性
切削加工性
可熱處理性
磨削性
WEDM加工性等
二、影響冷作模具壽命的因素
三、ASSAB冷作鋼的選擇步驟
?首先確定模具的最主要的失效形式;
?其次選擇ASSAB鋼種中抵抗該種失效形式性能最佳的鋼種(參考牌號表);
?再次確定所需生產的產品的數量。
四、失效模式和工具鋼的性能要求
五、ASSAB 冷作鋼的材料性能和失效機制
六、根據批量選擇模具鋼
注: 這樣的定義沒有考慮冷作模具鋼惡劣的工作環境(比如加工材料比較厚、硬度較高等)。若考慮這些因素,壽命必須重新定義。
七、冷沖模材料選擇
1、沖切用沖頭和沖模/ 鑲塊的選材
在不崩角和開裂前提下,模具硬度應該盡量高,表中的最大硬度應該根據沖切件的幾何形狀和加工材料的類型、厚度、硬度作適當降低,下表給出參考值。
根據加工材料的性能降低模具硬度時的參考值
2、精沖用沖頭和沖模/ 鑲塊的選材
在不崩角和開裂前提下,模具硬度應該盡量高,表中的最大硬度應該根據沖切件的幾何形狀和加工材料的類型、厚度、硬度作適當降低,下表給出參考值。
根據加工材料的性能降低模具硬度時的參考值
*低于表中最低值的硬度不推薦使用
八、鐵芯模材料選擇
1、鐵芯模被加工材料
硅鋼片:
化學成分大致為0.8 %~5%的硅、0.06%的碳、0.15%的錳、0.03%的磷、0.25%的硫和5.1~8.5%的鋁,其余為鐵。這些元素在硅鋼片中的作用是:碳(C ) 會增大鋼板的磁滯損耗。
硅(Si ) 可以減弱碳的不良作用,即減少磁滯損耗,同時又可提高磁導率和電阻率,延長長期使用帶來的磁性變壞的老化作用。
硫(S ) 會使硅鋼片產生熱脆,增加磁滯損耗,降低磁感應強度。
錳(Mn ) 能促使鋼中產生相變,使脫碳和脫硫進行不利,因而導致磁感的降低。
2、鐵芯模材料特性
硅鋼片的分類:硅鋼片按其含硅量不同可分為低硅和高硅兩種。
低硅片含硅2.8%以下,它具有一定機械強度,主要用于制造電機,俗稱電機硅鋼片;
高硅片含硅量為2.8%-4.8%,它具有磁性好,但較脆,主要用于制造變壓器鐵芯,俗稱變壓器硅鋼片。兩者在實際使用中并無嚴格界限,常用高硅片制造大型電機。
總結為:低強度高脆性材料,耐磨損要求高
3、鐵芯模具材料性能要求
耐磨性:沖切材料在沖頭與刃口之間產生劇烈的摩擦, 從而導致模具因磨損而失效。一般情況下,模具零件的硬度越高,磨損量越小,耐磨性也越好。 同時,耐磨性還與材料中碳化物的種類、數量、形態、大小及分布有關。
高溫性能:當模具的工作溫度較高進,會使硬度和強度下降,導致模具早期磨損或產生塑性變形而失效。因此,模具材料應具有較高的抗回火穩定性,以保證模具在工作溫度下,具有較高的硬度和強度。
尺寸穩定性:對鐵芯產品,一般尺寸精度要求比較高,因此對模具的尺寸穩定性要求高。
淬透性
強韌性:模具的工作條件大多十分惡劣,有些常承受較大的沖擊負荷,從而導致脆性斷裂。為防止模具零件在工作時突然脆斷,模具要具有較高的強度和韌性。 模具的韌性主要取決于材料的含碳量、晶粒度及組織狀態。
疲勞斷裂性能:模具工作過程中,在循環應力的長期作用下,往往導致疲勞斷裂。其形式有小能量多次沖擊疲勞斷裂、拉伸疲勞斷裂接觸疲勞斷裂及彎曲疲勞斷裂。 模具的疲勞斷裂性能主要取決于其強度、韌性、硬度、以及材料中夾雜物的含量。
3、級進模沖頭/凹模ASSAB推薦鋼種
中、小批量:XW-42 ( HRC 58-60 ) 高碳鉻鋼,高耐磨性、高抗壓強度
大批量非高速沖:XW-5 ( HRC 60-62 ) V-10 ( HRC 60-64 )極高含碳(>2%)高鉻鋼,極高耐磨性及抗壓強度。
大批量高速沖:ASP-23 ( HRC 62-64) ASP-30 ( HRC 62-66 ) ASP-60 ( HRC62-66 )高性能粉末冶金高速鋼,碳化物特細且均勻彌散分布,結合高耐磨性、抗壓強度及良好韌性,具有紅硬性。
4、其他部分選料
? 落料板
? 固定板
? 擋料板等
模具材料選用:XW-42 Cr12MoV XW-5 SKD11 1.2601 D2類ASSAB 88 9SiMn 9Mn2V 或45#鋼等.
建議進行深冷處理,以保證模具的尺寸精度。