模具材料选用.ppt
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模具材料选用.ppt
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复习上次课内容1.简述金属的屈服条件、硬化规律、卸载弹性恢复规律和反载软化现象、最小阻力定律。
第一章冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础2.简述冲压成形中的变形趋向性及其控制。
3.冲压成形性能的概念。
4.冲压工艺对材料的基本要求。
第四节模具材料选用不同冲压方法,其模具类型不同,模具工作条件有差异,对模具材料的要求也有所不同。
冲模工作零件主要长期承受冲击和摩擦等。
表1.4.1是不同模具工作条件及对模具工作零件材料的性能要求。
一、冲压对模具材料的要求第一章冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础模具类型工作条件模具工作零件的性能要求冲裁模主要用于板料的冲切成形,其刃口在工作过程中受到强烈的摩擦和冲击具有高的耐磨性、冲击韧性、耐疲劳断裂弯曲模主要用于板料的弯曲成形,工作负荷不大,但有一定的摩擦具有高的耐磨性和断裂抗力拉深模主要用于板料的拉深成形,工作应力不大,凹模入口处承受强烈的摩擦具有高的耐磨性和硬度、凹模工作表面粗糙度低表表1.4.1模具工作条件及对模具工作零件材料的性能要求模具工作条件及对模具工作零件材料的性能要求第四节模具材料选用二、冲模材料的选用原则第一章冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础1.根据模具种类及其工作条件,选用材料要满足使用要求,应具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击、耐疲劳性等;2.根据冲压材料和冲压件生产批量选用材料;3.满足加工要求,应具有良好的加工工艺性能,便于切削加工,淬透性好、热处理变形小;4.满足经济性要求。
第四节模具材料选用冲压模具所用材料主要有碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬质合金、钢结硬质合金以及锌基合金、低熔点合金、环氧树脂、聚氨酯橡胶等。
冲压模具中凸、凹模等工作零件所用的材料主要是模具钢,常用的模具钢包括碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢、高速工具钢、基体钢、硬质合金和钢结硬质合金等(可参见GB/T6991999、GB/T12981986、GB/T12992000、JB/T58261991、JB/T58251981、JB/T58271991等)。
三、冲模常见材料及热处理要求第一章冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础第四节模具材料选用常用模具钢的性能比较见表1.4.2。
常用冷作模具钢国内、外牌号对照见表1.4.3。
模具工作零件的常用材料及热处理要求见表1.4.4。
模具一般零件的常用材料及热处理要求见表1.4.5。
模具零件加工常见热处理方法有退火、调质、淬火、回火、渗碳、氮化等。
根据零件及要求不同,热处理工序安排也不同。
见表1.4.6、表1.4.7。
三、冲模常见材料及热处理要求第一章冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础第一章冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础表表1.4.2常用模具钢的性能比较常用模具钢的性能比较类别牌号耐磨性耐冲击性淬火不变形性淬硬深度红硬性脱碳敏感性切削加工性碳素工具钢T7、T8差较好较差浅差大好T9T13较差中等较差浅差大好合金工具钢Cr12好差好深较好较小较差Cr12MoV好差好深较好较小较差9Mn2V中等中等好浅差较大较好Cr6WV较好较差中等深中等中等中等CrWMn中等中等中等浅较差较大中等9CrWMn中等中等中等浅较差较大中等Cr4W2MoV较好较差中等深中等中等中等6W6Mo5Cr4V较好较好中等深中等中等中等5CrMnMo中等中等中等中较差较大较好5CrNiMo中等较好中等中较差较大较好3Cr2W8V较好中等较好深较好较小较差高速工具钢W18Cr4V较好较差中等深好小较差W6Mo5Cr4V2较好中等中等深好中等较差W6Mo5Cr4V3好差中等深好较小差第一章冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础表表1.4.3常用冷作磨具钢国内、外牌号对照常用冷作磨具钢国内、外牌号对照中国(GB/T1299-2000等)日本(JISG4404-1983等)美国(ASTMA681-1984等)T9/T10SK4W1/W2Cr12SKD1D3Cr12Mo1V1SKD11D2Cr12MoVSKD119Mn2V02CrWMnSKS319CrWMnSKS301W6Mo5Cr4V2SKH51M2第一章冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础表表1.4.4模具工作零件的常用材料及热处理硬度模具工作零件的常用材料及热处理硬度模具类型零件名称及使用条件材料牌号热处理硬度(HRC)凸模凹模冲裁模冲裁料厚t3mm,形状简单的凸模、凹模和凸凹模T8A、T10A、9Mn2V58626064冲裁料厚t3mm,形状复杂或冲裁料厚t3mm的凸模、凹模和凸凹模CrWMn、Cr6WV、9Mm2V、Cr12、Cr12MoV、GCr1558626264要求高度耐磨的凸模、凹模和凸凹模,或生产量大、要求特长寿命的凸、凹模W18Cr4V、120Cr4W2MoV6062616365Cr4Mo3W2VNb(65Nb)56585860YG15,YG20材料加热冲裁时用凸、凹模3Cr2W8,5CrNiMo,5CrMnMo48526Cr4Mo3Ni2WV(CG-2)5153第一章冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础表表1.4.4模具工作零件的常用材料及热处理硬度(续)模具工作零件的常用材料及热处理硬度(续)模具类型零件名称及使用条件常用材料热处理硬度(HRC)凸模凹模弯曲模一般弯曲用的凸、凹模及镶块T8A、T10A、9Mn2V5660要求高度耐磨的凸、凹模及镶块;形状复杂的凸、凹模及镶块;冲压生产批量特大的凸、凹模及镶块CrWMn、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、GCr156064材料加热弯曲时用的凸、凹模及镶块5CrNiMo、5CrNiTi、5CrMnMo5256拉深模一般拉深用的凸模和凹模T8A、T10A、9Mn2V58626064要求耐磨性的凹模或凸凹模或冲压生产批量大、要求特长寿命的凸、凹模材料Cr12、Cr12MoV、GCr1560626264YG8、YG15材料加热拉深用的凸模和凹模5CrNiMo、5CrNiTi5256第一章冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础表表1.4.5模具一般零件的常用材料及热处理硬度模具一般零件的常用材料及热处理硬度零件名称使用情况材料牌号热处理硬度(HRC)上、下模座一般负荷HT200、HT250负荷较大HT250、Q235负荷特大,受高速冲击454348用于大型模具HT250、ZG310-570模柄压入式、旋入式和凸缘式Q235浮动式模柄其球面垫块454348导柱、导套大量生产205862(渗碳)单件生产T10A、9Mn2V5660用于滚动配合Cr12、GCr156264垫块一般用途454348单位压力特大T8A、9Mn2V5256第一章冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础表表1.4.5模具一般零件的常用材料及热处理硬度(续)模具一般零件的常用材料及热处理硬度(续)零件名称使用情况材料牌号热处理硬度(HRC)推板、顶板一般用途Q235主要用途454348推杆、顶杆一般用途454348主要用途Cr6WV、CrWMn5660导正销一般用途T10A、9Mn2V5662高耐磨Cr12MoV6062固定板、卸料板Q235、45定位板454348T85256导料板454348托料板Q235挡料销、定位销454348第一章冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础表表1.4.5模具一般零件的常用材料及热处理硬度(续)模具一般零件的常用材料及热处理硬度(续)零件名称使用情况材料牌号热处理硬度(HRC)废料切刀T10A、9Mn2V5660定距侧刃T8A、T10A、9Mn2V5660侧压板454348侧刃挡板T8A5458拉深模压边圈T8A5458斜楔、滑块T8A、T10A5862454348限位圈(块)454348弹簧65Mn、60Si2MnA4048第一章冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础表表1.4.6模具零件加工常用热处理方法模具零件加工常用热处理方法热处理方法定义目的及应用退火将钢件加热到临界温度以上,保温一定时间后随炉温或在土灰、石英中缓慢冷却。
消除模具零件毛坯或冲压件的内应力,改善组织,降低硬度,提高塑性。
正火将钢件加热到临界温度以上,保温一定时间后,放在空气中自然冷却。
同退火淬火将钢件加热到临界温度以上,保温一定时间,随后放在淬火介质(水或油等)中快速冷却。
改变钢的力学性能,提高钢的硬度和耐磨性,增加模具的使用寿命。
回火将淬火钢件重新加热到临界温度以下的一定温度(回火温度),保温一定时间,然后在空气或油中冷却到室温。
消除淬火后的内应力和脆性,提高塑性与韧性,稳定零件尺寸。
第一章冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础表表1.4.6模具零件加工常用热处理方法(续)模具零件加工常用热处理方法(续)热处理方法定义目的及应用调质将淬火后的钢件进行高温回火使钢件获得比退火、正火更好的力学综合性能,可作为最终热处理,也可作为模具零件淬火及软氮化前的预先热处理。
渗碳将钢件放在含碳的介质及渗碳剂中,使其加热到一定温度(850900C),使碳原子渗入到钢件表层内。
使模具零件表面具有高硬度和耐磨性,而心部保留原有的良好韧性和强度,属于表面强化处理。
氮化将钢件放在含氮的气氛中,加热至500600C,使氮渗入到钢件表层。
使模具零件表面具有高硬度和耐磨性,用于工作负荷不大,但耐磨性要求高及要求耐腐蚀的模具零件。
第一章冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础表表1.4.7凸、凹模热处理工序安排凸、凹模热处理工序安排模具性质工艺路线安排一般冲模锻造退火机械加工成型淬火回火钳工修正、装配采用成型磨削或电加工工艺制造的冲模锻造退火机械粗加工淬火回火精加工(成型磨削或电加工)钳工修正、装配复杂冲模锻造退火机械粗加工调质机械加工成型淬火回火精加工(成型磨削或电加工)钳工修正、装配旧模具翻新高温回火或退火机械加工成型淬火回火钳工修正、装配
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