不锈钢冷作模具水槽

  不锈钢冷作模具水槽冷作模具及其成型 不锈钢冷作模具水槽 材料：Cr12，性能：高碳、高铬类型莱氏体钢，具备比较好的淬透性和良好的耐磨性。由于钢中碳质量分数最高可达2.30%，从而钢变得硬而脆，所以冲南韧性较差，几乎不能承受较大的冲击荷载，易脆裂，而且易形成不均匀的共晶碳化物。 用途：用来制造受冲击荷载较小，且要求高耐磨性的冷冲模和冲头，剪切硬且薄的金属的冷切剪刃、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉延模和螺丝滚模等。 生产品种：热轧材、冷拉材、锻材、热轧钢板、冷拉钢丝。 冷作模具包括冷冲模、拉丝模、拉延模、压印模、搓丝模...

  冷作模具及其成型 不锈钢冷作模具水槽 材料：Cr12，性能：高碳、高铬类型莱氏体钢，具备比较好的淬透性和良好的耐磨性。由于钢中碳质量分数最高可达2.30%，从而钢变得硬而脆，所以冲南韧性较差，几乎不能承受较大的冲击荷载，易脆裂，而且易形成不均匀的共晶碳化物。 用途：用来制造受冲击荷载较小，且

  高耐磨性的冷冲模和冲头，剪切硬且薄的金属的冷切剪刃、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉延模和螺丝滚模等。 生产品种：热轧材、冷拉材、锻材、热轧钢板、冷拉钢丝。 冷作模具包括冷冲模、拉丝模、拉延模、压印模、搓丝模、滚丝板、冷镦模和冷挤压模等。冷作模具有钢，按其所制造具的工作条件，应具有高的硬度、强度、耐磨性、足够的韧性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。用于这类用途的合金工具用钢一般属于高碳合金钢，碳质量分数在0.80%以上，铬是这类钢的重要合金元素，其质量分数通常不大于5%。但对于一些耐磨性要求很高，淬火后变形很小模具用钢，最高铬质量分数可达13%，并且为了形成大量碳化物，钢中碳质量分数也很高，最高可达2.0%~2.3%。冷作模具钢的碳含量较高，其组织大部分属于过共析钢或莱氏体钢。常用的钢类有高碳低合金钢、高碳高铬钢、铬钼钢、中碳铬钨钏钢等。 模具组成零件 一般由上模和下模两部分所组成。最重要的包含以下几类零件： ? 工作零件：对材料直接施加压力，完成冲压工作的零件。最重要的包含凸模，凹模和凸凹模。 ? 定位零件：用以确定皮料在模具中的正确位置。 ? 卸料与出件零件：用于保障模具的连续动作所需的辅助装置。 ? 导向零件：保证上模与下模之间的相对位置。 ? 支撑，禁锢与连接零件：完成模具个零件的相互连接与稳固定为作用。 冷作磨具的工作提条件及性能要求 冷作模具钢在工作时．由于被加工材料的变形抗力比较大，模具的工作部分承受很大的压力、弯曲力、冲击力及摩擦力。因此，冷作模具的正常报废原因一般是磨损．也有因断裂、崩力和变形超差而提前失效的。 冷作模具钢与刃具钢相比．有许多共同点。要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗弯强度和足够的韧性，以保证冲压过程的顺利进行、其不同之处在于模具形状及加I工艺复杂．而且摩擦面积大．磨损可能性大．所以修磨起来困难。因此要求具有更高的耐磨化模具工作时承受冲压力大．又由于形状复杂易于产生应力集中，所以要求具有较高的韧性；模具尺寸大、形状复杂．所以要求比较高的淬透性、较小的变形及开裂倾向性。总之，冷作模具钢在淬透性、耐磨性与韧性等方面的要求要较刃具钢高一些．而在红硬性方面却要求较低或基本上没要求（因为是冷态成形），所以也相应形成了一些适于做冷作模具用的钢种，例如，发展了高耐磨、微变形冷作模具用钢及高韧性冷作模具用钢等。下面结合有关钢种选用进一步说明。 一. 使用性能 1 . 良好的耐磨性 冷作模具在工作时，模具与坯料之间产生很大摩擦，在这种摩擦下的作用下，模具表面会划出一些微观的凹凸痕迹，这些痕迹与坯料表面的凹凸不平相咬合，使模具表面逐渐产生且应力，造成机械破损而磨损。 由于材料硬度和组织是影响模具耐磨性能的主要的因素，所以，为提高冷作模具的抗磨损能力，通常要求硬度应高于工作硬度的30%~50%；材料的组织要求为挥回火马氏体或下贝氏体，其上分布着细小，均匀的粒状碳化物。 2 . 高强度 强度指标对于冷作模具的设计和材料选择是很重要的依据。最重要的包含：拉伸屈服点，压缩屈服点。其中压缩屈服点对冷作模具冲头材料的变形抗力影响最大。为了获得高的强度，在材料选定的情况下，主要是通过适当的热处理工艺进行强化。 3 . 足够的韧性 对韧性的具体实际的要求，应根据冷作模具的工作条件考虑，对受冲击载荷较大，易受偏心弯曲载荷或有应力集中的模具等，都需要较高的韧性。对一般工作条件下的冷作模具，通常受到的实效的能量多次冲击载荷的作用，在这种载荷作用下，模具的失效形式是疲劳断裂，所以不必追求过高的冲击韧度值，而是要提高多冲疲劳抗力。这一点，在制定冷作模具的热处理工艺时必须给予充分的重视。 4 . 良好的抗疲劳性能 很多情况下，冷作模具（如冷镦，冷挤，冷冲）实在交变载荷作用下发生疲劳破坏的，所以要求比较高的疲劳抗力。影响疲劳抗力的因素很多，如钢中带状和网状碳化物，粗大晶粒，模具表面的微笑刀痕，凹槽以及截面突然变化和表面脱碳等，都能导致疲劳抗力降低。 5 . 良好的抗咬合能力 当冲压材料与模具表面接触时，在高压摩擦下，润滑油膜被破坏，此时，被冲压件金属“冷焊”在模具型腔表明产生金属瘤，从而在成形工件表面划出道痕。咬合抗力就是对发生“冷焊”的抵抗能力。影响咬合抗力的重要的因素是成形材料的性质，如镍基合金，奥氏体不锈钢，精密合金等有较高的咬合倾向。模具材料及润滑油条件对咬合抗力也有较大的影响。 二. 工艺性能要求 冷作模具材料还一定要具有适宜的工艺性能，最重要的包含：可段性，可加工性，可磨削性，热处理工艺性等。 1 . 可段性 锻造不仅减少了模具的机械加工余量，更重要的是可改善坯料的内部组织缺陷，所以锻造质量的好坏对模具质量有很大影响。 为了获得良好的锻造质量，对可段性的要求是：热锻变形抗力低，塑性好，锻造温度范围宽，断裂，冷裂及析出网状碳化物的倾向性小。 2 . 可加工性 对可加工性的要求是：切削力小，切削用量大，刀具磨损小，加工表面光洁。 大多数模具材料切削加工都较困难，为了获得良好的切削加工性能，需要正确的进行热处理；对于表面上的质量要求极高的模具，往往选用含S,Ca等元素的易切削模具钢。 3 . 可磨削性 为了达到模具的尺寸精度和表面粗糙度的要求，许多模具零件一定要经过磨削加工。 对于可磨削性的要求是：对砂轮质量及冷却条件不敏感，不易发生磨伤与磨裂。 制造工艺 失效形式 冷热模具在服役中失效的基本形式可分为：塑性变形；磨损；疲劳；断裂。 (1)塑性变形。 塑性变形即承受负荷大于屈服强度而产生的变形。如凹模出现型腔塌陷、型孔扩大、棱角倒塌陷以及凸模出现镦粗、纵向弯曲等。尤其热作模具，其工作表面与高温材料接触，使型腔表面温度往往超过热作模具钢的回火温度，型槽内壁由于软化而被压塌或压堆。低淬透性的钢种用作冷镦模时，模具在淬火加热后，对内孔进行喷水冷却产生一个硬化层。模具在使用时，如冷镦力过大，硬化层下面的基底抗压屈服强度不高，模具孔腔便被压塌。模具钢的屈服强度一般随碳(c)的含量从某些合金元素的增多而升高，在硬度相同的情况下，不同化学成分的钢具有的抗住压力的强度不同，当钢硬度为63HRC时，下列4种钢的抗屈服强度由高到低依次顺序为：W18Cr4V

  Cr12

  Cr6WV

  5CrNiW。 (2)磨损失效。 磨损失效是指刃门钝化、棱角变圆、平面下陷、表面沟痕、剥落粘膜(在摩擦中模具工作表而粘了些坯料金属)。另外，凸模在工作中，由于润滑剂燃烧后转化为高压气体，对凸模表明上进行剧烈冲刷，形成气蚀。 冷冲时，如果负荷不大，磨损类型主要为氧化，磨损也可为某一些程度的咬合磨损，当刃口部分变钝或冲压负荷较大时，咬合磨损的情况会变得严重，而使磨损加快，模具钢的耐磨性不仅取决于其硬度，还

  于碳化物的性质、大小、分布和数量，在模具钢中，目前高速钢和高铬钢的耐磨性较高。但在钢中存在有严重的碳化物偏析或大颗粒的碳化物情况下，这些碳化物易剥落，而引起磨粒磨损，使磨损加快。较轻冷作模具钢(薄板冲裁、拉伸、弯曲等)的冲击，载荷不大，主要为静磨损。在静磨损条件下，模具钢的含碳量多，耐磨性就大。在冲击磨损条件下(如冷镦、冷挤、热锻等)，模具钢中过多的碳化物无助于提高耐磨性，反而因冲击磨粒磨损，而降低耐磨性。 研究表明，在冲击磨粒磨损条件下，模具钢含碳量以O.6％为上限，冷镦模在冲击载荷条件下工作，如模具钢中碳化物过多，容易固冲击磨损而山现表面剥落。这些剥落的硬粒子将成为磨粒，加快磨损速度。热作模具的型腔表面，由于高温软化而使耐磨性降低，此外，氧化铁皮也起到磨料的作用，同时还有高温氧化腐蚀作用。 (3)疲劳失效。 疲劳失效的特征：模具某些部位经过一定的服役期，萌生了细小的裂纹，并逐渐向纵深扩展，扩展到一定尺寸时，严重削弱模具的承载能力而引起断裂。疲劳裂纹萌生于应力较大部位，特别是应力集中部位(尺寸过渡、缺口、刀痕、磨损裂纹等处)，疲劳断裂时断门分两部分，一部分为疲劳裂纹发展形成的疲劳处破裂断面，呈现贝壳状，疲劳源位于贝壳顶点。另一部分为突然断裂，呈现不平整粗糙断面。 使模具发生疲劳损伤的最终的原因为特环载荷，凡可促使表面拉应力增大的因素均能加速疲劳裂纹的萌生。 冷作模具在高硬状态下工作时，模具钢具备极高的屈服强度和很低的断裂韧性。高的屈服强度有利于推迟疲劳裂纹的产生，但低的断裂韧性使疲劳裂纹的扩展速率加快和临界长度变小，使疲劳裂纹扩展循环数快速缩短，因此，冷作模具疲劳寿命主要根据疲劳裂纹萌生时间。 热作模具一般在中等或较低的硬度状态下服役，模具断裂韧性比冷作模具高得多，因此，在热作模具中，疲劳裂纹的扩展速度低于冷作模具，临界长度大于冷作模，热作模具疲劳裂纹的亚临界扩展周期较冷作模长得多，但热作模具表面受急冷，急热很易萌生冷热疲劳裂纹，热作模具的疲劳裂纹萌生时间比冷作模短得多，因此，许多热作模其疲劳断裂寿命主要根据疲劳裂纹扩展的时间。 (4)断裂失效。 断裂失效常见形式有：崩刃、脶齿、劈裂、折断、胀裂等，不同模具断裂的驱动力不同。冷作模具、所受的主要为机械作用力(冲压力)。热作模所受除机械力外，还有热应力和组织应力，有许多热作模具的工作时候的温度较高，又采用强制冷却，其内应力可远超于机械应力，因此，许多热作模的断裂主要与内应力过大有关。 模具断裂过程有两种：一次性断裂和疲劳断裂。一次性断裂为模具有时在冲压时突然断裂，裂纹一旦萌生，后即失稳、扩展。它的根本原因为严重超载或模具材料严重脆化(如过热、回火不足、严重应力集十及严重的冶金缺陷等)。 影响模具寿命的因素 模具结构的影响 模具寿命分为刃磨寿命和总寿命。刃磨寿命用两次刃磨之间的合格件数表示。总模具寿命用模具失效为止的总合格件数表示。模具时效的原因一般有磨损、变形、崩刃、折断和胀裂。 影响模具寿命的因素实际上就是影响模具承载能力的因素，最重要的包含模具结构设计、模具工作条件、模具材料、模具的冷热加工和模具使用状况等方面的因素。为了更好的提高模具的寿命，必须对已失效的模具做多元化的分析，了解和掌握失效的原因和影响模具寿命的重要的因素。 模具材料对模具寿命的影响应考虑模具的工作条件、性能要求、尺寸形状和结构特点等因素。模具材料的性能要求最重要的包含：力学性能、高温性能、表面性能、工艺性及经济性等。因此，对模具工作零件材料的基础要求。 模具材料的影响 （1）足够的使用性能 对模具钢实用能力的基础要求是具有高硬度（58~64HRC）和高强度，并具有高的耐磨性和足够的韧性，热处理变形小，有一定的热硬性。 （2）良好的工艺性能 冲模工作零件加工制作的完整过程一般较为复杂。因而一定要有对各种加工工艺的适应性。冲压材料的工艺性要求包括可锻性、脱碳和氧化的敏感性、淬硬性、淬透性、淬火裂纹敏感性和磨削加工加工性等。 （3）合理的经济性能 通常根据冲压件的材料特性、生产批量、精度要求等，选择性能优良的模具材料，兼顾合理的经济性。 模具制造工艺的影响 （1）锻造工艺的影响 模具加工制造工艺，特别是锻造工艺对模具的失效影响极大。合理的锻造工艺，可以使大块状碳化物破碎，使之细小均匀分布。但若锻造工艺不合理，则达不到锻碎晶粒、改善方向性、提高钢的组织均匀性的目的，甚至引发锻造裂纹等缺陷。 （2）加工工艺的影响 模具的型腔部位或凸模的圆角部位在机加工中，常常因进刀太深而使局部留下刀痕，导致非常严重应力集中，当进行淬火处理时，应力集中部位极易产生微裂纹。放电加工时，由于放电产生大量的热，将使模具被加工部位加热到很高温度，使组织发生明显的变化，形成所谓的放电加工异常层，在异常层表面由于高温发生熔融，然后很快凝固，该层在显微镜下呈白色，内部有很多微细的裂纹，白色层下的区域发生淬火，叫淬火层，再往里由于热影响减弱，温度不高，只发生回火，称回火层。 （3）热处理工艺的影响 模具的热处理质量对模具的性质与常规使用的寿命影响很大。模具热处理的目的是使模具获得理想的组织。从而获得所需性能，但若热处理不当或工艺不合理，则可能会引起模具产生热处理缺陷或性能降低，从而引发模具失效。根据模具失效原因的分析统计，热处理不当引起的失效占50%以上。如淬火温度过高，则会引起钢的过热，甚至过烧，引起晶粒胀大、晶界溶化等，导致模具韧性下降，使模具发生崩刃或前期断裂，特别是对承受巨大冲击载荷的锻模及冷作模具，更应控制钢的晶粒大小，不使其胀大。 冷作模具的制造工艺路线 模具的成形加工和热处理工序安排对模具的质量也有特别大的影响，在制定与实施热处理工艺时，必须予以考虑。 通常冷作模具的制造工艺路线. 一般坑做模具:锻造——球化退火——机械粗加工——淬火与回火——钳修装配。 2. 成形磨削及电加工冷作模具：锻造——球化退火——机械粗加工——淬火与回火——机械加工或电加工成形——钳修装配。 3. 高精度冷作模具：锻造——球化退火——机械粗加工——去应力退火或调质——加工成形——淬火与回火——钳工修配。 其工艺流程可概括为：下料——锻造——退火（正火）——铣削——粗磨——加工中心——淬火——半精磨——时效（去应力退火）——精磨——线切割，电火花。 下料——退火——车——淬火（或调质）——研顶尖孔——粗磨——时效——精磨——钳工。 模具最新动态 中国模具的进口首次出现负增长，模具行业受“一大一小”的拉动，这两年发展确实很好。“一大”是指汽车产业，汽车产业指的不单单是整车，还有汽车零部件，例如目前中国首次成为对美国汽车零部件的第二大出口国，这就从另一方面代表着中国汽车模具市场已发挥了无法替代的作用。它的加快速度进行发展对模具的拉动起了重要的作用，“一小”是指IT电子产业。2006年的模具进口总量为20.47亿美元，比2005年20.68亿美元降低了2100万美元，首次出现了负增长，止住了进口年年增幅扩大的势头；出口总量为10.41亿美元，比2005年增长了41.06%，首次突破10亿美元，进口减少，逆差下降，是非常可喜的。

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