淺論鎖具鈑金模具材料的選用

摘要：為適應現代工業(yè)的發(fā)展趨勢，大型產(chǎn)品和小型化多功能產(chǎn)品的結構越來(lái)越復雜，對高性能材料的需求越來(lái)越迫切，相對于模具的設計也需要有相應的改進(jìn)。鎖具鈑金模具的使用壽命主要受材料和熱處理工藝的影響。分析模具材料性能、種類(lèi)及特性，從而合理選擇模具材料，提高鎖具鈑金模具壽命，降低成本。

關(guān)鍵詞：鎖具；板金；模具；材料

1 鎖具鈑金的設計要求
1.1 鎖具鈑金模具材料的使用性能 ①強度。強度是表征材料變形抗力和斷裂抗力的性能指標。冷作鎖具鈑金模具的設計和使用，必須保證其具有足夠的強度，以防止鎖具鈑金模具的變形、破裂和折斷。高強度的獲得，主要通過(guò)適當的熱處理工藝。②硬度。鎖具鈑金模具零件硬度的高低，對鎖具鈑金模具的使用壽命影響很大，因此也是鎖具鈑金模具設計的重要指標。③韌性。韌性是材料在沖擊載荷作用下抵抗產(chǎn)生裂紋的一個(gè)特性，是鎖具鈑金模具鋼的一種重要性能指標。對韌性的具體要求，應根據鎖具鈑金模具的工作條件考慮。對沖擊載荷較大，受偏心彎曲載荷或應力集中等的鎖具鈑金模具，都需要足夠的韌性。④耐磨性。耐磨性除影響鎖具鈑金模具壽命外，還影響產(chǎn)品的尺寸精度和表面粗糙度。一般鎖具鈑金模具材料的硬度要求，應高于坯料硬度的30％～50％，鎖具鈑金模具材料的金相組織要求，為基體上分布著(zhù)細小、彌散的細顆粒狀碳化物的下貝氏體或回火馬氏體。⑤抗疲勞性�？蛊�勞力是反映材料在交變載荷作用下，抵抗疲勞破壞的性能指標。根據不同的應用場(chǎng)合，分為疲勞強度、疲勞裂紋萌生力、疲勞裂紋擴展抗力、小能量多沖抗力等。⑥熱穩定性。熱穩定性表示鎖具鈑金模具在使用過(guò)程中，工作部位因受熱而保持組織和性能穩定的能力。對于高速沖裁或劇烈摩擦磨損的冷作鎖具鈑金模具，宜選擇一些具有二次硬化能力的高合金鋼。
1.2 鎖具鈑金模具材料的工藝性能 ①鍛造工藝性能。②切削加工工藝性能。③熱處理工藝性能。熱處理工藝的好壞，對鎖具鈑金模具質(zhì)量有較大影響。一般要求熱處理變形小，淬火溫度范圍寬，過(guò)熱敏感性小，脫碳敏感性低，特別要有較大的淬硬性和淬透性。淬硬性，保證了鎖具鈑金模具的硬度和耐磨性；淬透性，保證了大尺寸模具的強韌性及斷面性能的均勻性。
2 鎖具鈑金模具材料的種類(lèi)及特性
2.1 碳素工具鋼 碳素工具鋼的含碳量在0.7%~1.3%范圍內，價(jià)格便宜，原材料來(lái)源方便，加工性能好，熱處理后可以得到高硬度和高耐磨性，用于制作尺寸不大、形狀簡(jiǎn)單、受輕負荷的鎖具鈑金模具零件。T10A是最常用的鋼材，是性能較好的代表性碳素工具鋼，耐磨性也較高，經(jīng)適當熱處理可得到較高強度和一定韌性，合適制作要求耐磨性較高而承受沖擊載荷較小的鎖具鈑金模具。T8A淬透性、韌性等均優(yōu)于T10A，耐磨性也較高，適合制作小型拉伸、擠壓模。
2.2 低合金工具鋼 低合金工具鋼，是在碳素工具鋼的基礎上加入了適量的合金元素。這樣可以降低淬火冷卻速度，減少熱應力和組織應力，減少淬火變形及開(kāi)裂傾向，鋼的淬透性也明顯提高。用于制造鎖具鈑金模具的低合金鋼有CrWMn、9Mn2V、9SiCr、9CrWMn、9Mn27CrSiMnMoV(代號CH-1)、6CrNiMnSiMoV(代號GD)等。
2.3 高碳高鉻冷作鎖具鈑金模具鋼 高碳高鉻冷作鎖具鈑金模具鋼包括Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1（代號D2），具有高硬度、高強度、高耐磨性、易淬透、穩定性高、抗壓強度高及淬火變形小等優(yōu)點(diǎn)。高碳高鉻鋼經(jīng)鍛造后的毛坯硬度較高（大約在550HB左右），內應力較大，在室溫下長(cháng)期停留會(huì )發(fā)生開(kāi)裂報廢，為消除內應力，降低硬度，改善切削加工性能，必須進(jìn)行退火處理。
2.4 高速鋼 高速鋼具有很高的硬度、抗壓強度和耐磨性，采用低溫淬火、快速加熱等工藝措施，可以有效地改善其韌性。因此，高速鋼越來(lái)越多地應用于要求重載荷、高壽命的冷作鎖具鈑金模具。鎢鉬系高速鋼，因其含碳化物分布較均勻，顆粒細小其抗彎強度與塑性、沖擊韌性等都相對較高，而硬度與二次硬化能力都得以保持。
2.5 硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金具有高的硬度、高的抗壓強度和高的耐磨性，所以用其制作的鎖具鈑金模具堅固耐用，且制品表面質(zhì)量好，故適用于大批量生產(chǎn)，主要用來(lái)制作多工位級進(jìn)模，大直徑拉深凹模鑲塊。缺點(diǎn)是脆性大，加工困難，不能鍛造及熱處理，且成本高，致使其應用受限制。
2.6 鋼結硬質(zhì)合金 鋼結硬質(zhì)合金是以難熔金屬碳化物為硬質(zhì)相，以合金為粘結劑，用粉末冶金方法生產(chǎn)的一種新型鎖具鈑金模具材料，具有硬質(zhì)合金的高硬度、高耐磨性和高抗壓強度，又具有鋼的可加工性和熱處理性。
3 鎖具鈑金模具材料的選用
鎖具鈑金模具材料的選用，不僅關(guān)系到鎖具鈑金模具的使用壽命，而且也直接影響到鎖具鈑金模具的制造成本，因此是鎖具鈑金模具設計中的一項重要工作。在沖壓過(guò)程中，選擇鎖具鈑金模具材料應遵循如下原則：①根據鎖具鈑金模具種類(lèi)及其工作條件，選用材料要滿(mǎn)足使用要求，應具有較高的強度、硬度、耐磨性、耐沖擊、耐疲勞性等；②根據沖壓材料和沖壓件生產(chǎn)批量選用材料；③滿(mǎn)足加工要求，應具有良好的加工工藝性能，便于切削加工，淬透性好、熱處理變形��；④滿(mǎn)足經(jīng)濟性的要求。
4 總結
影響鎖具鈑金模具使用壽命的重要因素是和材料的化學(xué)成分及其材料的強度、韌性、耐磨性、熱穩定性等有關(guān)，因而，應力求按照鎖具鈑金模具的服役條件、性能要求與實(shí)際生產(chǎn)需要，合理選擇高質(zhì)量的鋼材并實(shí)施熱處理工藝，提高鎖具鈑金模具的使用壽命。
參考文獻：
[1]康俊遠.鎖具鈑金模具工程材料[M].北京

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