沖裁模具,是在冷沖壓加工中,將金屬或非金屬加工成零件或半成品的一種特殊工藝裝備。是沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。
當(dāng)被沖裁加工的材料較硬或變形抗力較大時(shí),沖模的凸、凹模應(yīng)選取耐磨性好、強(qiáng)度高的材料。而導(dǎo)柱導(dǎo)套則要求耐磨和較好的韌性,故多采用低碳鋼表面滲碳淬火。又如,碳素工具鋼的主要不足是淬透性差,在沖模零件斷面尺寸較大時(shí),淬火后其中心硬度仍然較低,但是,在行程次數(shù)很大的壓床上工作時(shí),由于它的耐沖擊性好反而成為優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于固定板、卸料板類零件,不但要有足夠的強(qiáng)度,而且要求在工作過程中變形小。另外,還可以采用冷處理和深冷處理、真空處理和表面強(qiáng)化的方法提高模具零件的性能。對(duì)于凸、凹模工作條件較差的冷擠壓模,應(yīng)選取有足夠硬度、強(qiáng)度、韌性、耐磨性等綜合機(jī)械性能較好的模具鋼,同時(shí)應(yīng)具有一定的紅硬性和熱疲勞強(qiáng)度等。
所以在制造沖裁模具的材料應(yīng)有一定的選擇,常用的模具工作部件材料的種類有:碳素工具鋼、低合金工具鋼、高碳高鉻或中鉻工具鋼、中碳合金鋼、高速鋼、基體鋼以及硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等等。
1.碳素工具鋼:在模具中應(yīng)用較多的碳素工具鋼為T8A、T10A等,優(yōu)點(diǎn)為加工性能好,價(jià)格便宜。但淬透性和紅硬性差,熱處理變形大,承載能力較低。
2.低合金工具鋼:低合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上加入了適量的合金元素。與碳素工具鋼相比,減少了淬火變形和開裂傾向,提高了鋼的淬透性,耐磨性亦較好。用于制造模具的低合金鋼有CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV、6CrNiSiMnMoV等。
3.高碳高鉻工具鋼:常用的高碳高鉻工具鋼有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1,它們具有較好的淬透性、淬硬性和耐磨性,熱處理變形很小,為高耐磨微變形模具鋼,承載能力僅次于高速鋼。但碳化物偏析嚴(yán)重,必須進(jìn)行反復(fù)鐓拔(軸向鐓、徑向拔)改鍛,以降低碳化物的不均勻性,提高使用性能。
4.高碳中鉻工具鋼:用于模具的高碳中鉻工具鋼有Cr4W2MoV、Cr6WV、Cr5MoV等,它們的含鉻量較低,共晶碳化物少,碳化物分布均勻,熱處理變形小,具有良好的淬透性和尺寸穩(wěn)定性。與碳化物偏析相對(duì)較嚴(yán)重的高碳高鉻鋼相比,性能有所改善。
5.高速鋼:高速鋼具有模具鋼中的的硬度、耐磨性和抗壓強(qiáng)度,承載能力很高。模具中常用的有W18Cr4V和含鎢量較少的W6Mo5 Cr4V2以及為提高韌性開發(fā)的降碳降釩高速鋼6W6Mo5 Cr4V。高速鋼也需要改鍛 ,以改善其碳化物分布 。
6.基體鋼:在高速鋼的基本成分上添加少量的其它元素,適當(dāng)增減含碳量,以改善鋼的性能。這樣的鋼種統(tǒng)稱基體鋼。它們不僅有高速鋼的特點(diǎn),具有一定的耐磨性和硬度,而且抗疲勞強(qiáng)度和韌性均優(yōu)于高速鋼,為高強(qiáng)韌性冷作模具鋼,材料成本卻比高速鋼低。模具中常用的基體鋼有6Cr4W3Mo2VNb、7Cr7Mo2V2Si、5Cr4Mo3SiMnVAL等。