冲压模具材料的要求及选用
冲压模具材料的要求及选用
冲压模具工作时要承受冲击、振动、摩擦、高压和拉伸、弯扭等负荷，甚至在较高的温度下工作（如冷挤压)，工作条件复杂，易发生磨损、疲劳、断裂、变形等现象。因此，对模具工作零件材料的要求比普通零件高。
由于各类冲压模具的工作条件不同,所以对模具工作零件材料的要求也有所差异。
１.冲裁模材料的要求
对于薄板冲裁模具的工作零件用材要求具有高的耐磨性和硬度,而对厚板冲
裁模除了要求具有高的耐磨性、抗压屈服点外,为防止模具断裂或崩刃,还应具有高的断裂抗力、较高的抗弯强度和韧性。
2.拉深模材料的要求
要求模具工作零件材料具有良好的抗粘附性（抗咬合性）、高的耐磨性和硬度、一定的强韧性以及较好的切削加工性能,而且热处理时变形要小。
３. 冷挤压模材料的要求
要求模具工作零件有高的强度和硬度、高耐磨性,为避免冲击折断，还要求有一定的韧性。由于挤压时会产生较大的升温,所以还应具有一定的耐热疲劳性和热硬性
11.2.２冲压模具材料的种类及特性
制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主，常用的模具工作部件材料的种类有:碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。
1. 碳素工具钢
在模具中应用较多的碳素工具钢为T8A、T1０A等,优点为加工性能好,价格便宜。但淬透性和红硬性差，热处理变形大，承载能力较低。
2. 低合金工具钢
低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。与碳素工具钢相比,减少了淬火变形和开裂倾向,提高了钢的淬透性,耐磨性亦较好。用于制造模具的低合金钢有CrＷMn、９Mn２V、7CrSiMｎMoV(代号ＣＨ-１）、６CrNi ＳiMｎMoV（代号GD）等。
3. 高碳高铬工具钢
常用的高碳高铬工具钢有Ｃr12和Cr12MoV、Ｃr12Mo1V1（代号D２），它们具有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性，热处理变形很小,为高耐磨微变形模具
钢，承载能力仅次于高速钢。但碳化物偏析严重，必须进行反复镦拔(轴向镦、径向拔）改锻,以降低碳化物的不均匀性，提高使用性能。
4．高碳中铬工具钢
用于模具的高碳中铬工具钢有Cr4W2MoV、Cr6WＶ、Cr5ＭｏV等,它们的含铬量较低，共晶碳化物少，碳化物分布均匀,热处理变形小,具有良好的淬透性和尺寸稳定性。与碳化物偏析相对较严重的高碳高铬钢相比,性能有所改善。
5.高速钢
高速钢具有模具钢中最高的的硬度、耐磨性和抗压强度，承载能力很高。模具中常用的有Ｗ1８Cr4V（代号8-４-1)和含钨量较少的W6Mo5 Cｒ4V2(代号６－５-4-2,美国牌号为M2)以及为提高韧性开发的降碳降钒高速钢６Ｗ
6Mo5Cｒ4Ｖ（代号6W6或称低碳M2）。高速钢也需要改锻,以改善其碳化物分布。
6.基体钢
在高速钢的基本成分上添加少量的其它元素，适当增减含碳量，以改善钢的性能。这样的钢种统称基体钢。它们不仅有高速钢的特点,具有一定的耐磨性和硬度，而且抗疲劳强度和韧性均优于高速钢，为高强韧性冷作模具钢,材料成本却比高速钢低。模具中常用的基体钢有6Cr4W3Mｏ2VＮb（代号65Nb)、7Ｃｒ７Ｍo2V2Si（代号LＤ)、5Cr4Ｍo３SｉＭnVＡL(代号012AL）等。
７. 硬质合金和钢结硬质合金
硬质合金的硬度和耐磨性高于其它任何种类的模具钢,但抗弯强度和韧性差。用作模具的硬质合金是钨钴类，对冲击性小而耐磨性要求高的模具,可选用含钴量较低的硬质合金。对冲击性大的模具，可选用含钴量较高的硬质合金。
钢结硬质合金是以铁粉加入少量的合金元素粉末(如铬、钼、钨、钒等）做粘合剂，以碳化钛或碳化钨为硬质相，用粉末冶金方法烧结而成。钢结硬质合金的基体是钢，克服了硬质合金韧性较差、加工困难的缺点，可以切削、焊接、锻造和热处理。钢结硬质合金含有大量的碳化物,虽然硬度和耐磨性低于硬质合金,但仍高于其它钢种，经淬火、回火后硬度可达６８~ 73ＨRC。
１１．2.3冲压模具材料的选用及热处理要求
一. 冲裁模具材料的选用及热处理要求
选用冲裁模具材料应考虑工件生产的批量,若批量不大就没有必要选择高寿命的模具材料;还应考虑被冲工件的材质，不同材质适用的模具材料亦有所不同。对于冲裁模具，耐磨性是决定模具寿命的重要因素，钢材的耐磨性取决于碳化物等硬质点相的状况和基体的硬度，两者的硬度越高,碳化物的数量越多,则耐磨性越好。常用冲压模具钢材耐磨性的劣优依次为碳素工具钢—合金工具钢—基体钢—高碳高铬钢—高速钢—钢结硬质合金—硬质合金。
此外还必须考虑工件的厚度、形状、尺寸大小、精度要求等因素对模具材料选择的影响。
1.传统模具用钢
长期以来，国内薄板冲裁模用钢为T1０Ａ、ＣｒWMn 、9Ｍn２Ｖ、Cｒ1２和Cｒ１2MoV 等。
其中T10Ａ为碳素工具钢,有一定强度和韧性。但耐磨性不高，淬火容易变形及开裂，淬透性差，只适用于工件形状简单、尺寸小、数量少的冲裁模具。
T10A 碳素工具钢的热处理工艺为: 760～810 ℃水或油淬, 160～180 ℃回火，硬度5９~62HRＣ。
ＣｒWＭn、9Mn2V 是高碳低合金钢种,淬火操作简便,淬透性优于碳素工具钢，变形易控制。但耐磨性和韧性仍较低，应用于中等批量、工件形状较复杂的冲裁模具。CrWMn 钢的热处理工艺为:淬火温度820~840 ℃油冷,回火温度2０0 ℃,硬度６0~62HRC。9Mn２V 钢的热处理工艺为:淬火温度780~8２0℃油冷，回火温度１50~20０℃,空冷，硬度60~62HＲC 。注意回火温度在200～300 ℃范围有回火脆性和显著体积膨胀，应予避开。
Cｒ１2 和Cr１2MoV为高碳高铬钢，耐磨性较高,淬火时变形很小，淬透性好,可用于大批量生产的模具,如硅钢片冲裁模。但该类钢种存在碳化物不均匀性，易产生碳化物偏析，冲裁时容易出现崩刃或断裂。其中，Cｒ１2 含碳量较高,碳化物分布不均比Cｒ12MoV 严重,脆性更大一些。
Cr1２型钢的热处理工艺选择取决于模具的使用要求,当模具要求比较小的变形和一定韧性时，可采用低温淬火、回火（Ｃr1２为９50~980 ℃淬火，１５0~20０℃回火; Cr12MｏＶ为10２0~1050 ℃淬火,18０~200℃回火）。若要提高模具的使用温度，改善其淬透性和红硬性,可采用高温淬火、回火（Ｃｒ12 为1000~11００℃淬火，480~500 ℃回火; Cr12ＭoV 为１１10~１１40 ℃淬火，500～520 ℃回火）。
高铬钢在275~375℃区域有回火脆性，应予避免。
２.常用模具新钢种
为了弥补传统模具钢种性能的不足，国内开发或引进了以下性能较好的冲压模具用钢:
( 1 ) Ｃr12Ｍo1V1 (代号D２)钢为仿美国ASTＭ标准中的D2钢引进的钢种,属Cｒ1２型钢。由于D2钢中Mo 、Ｖ含量增加，细化了晶粒,改善了碳化物的分布状况，因此D2 钢的强韧性(冲击韧度、抗弯强度、挠度)
比Cr12MｏV钢有所提高，耐磨性和抗回火稳定性也比Cr12MoV 更高。可用深冷处理,提高硬度并改善尺寸稳定性。用D2 钢制作的冲裁模具寿命要高于Cr1２ＭｏV 钢模具。
D2 钢的锻造性能和热塑成形性比Cr12MoＶ钢略差，机械加工性能和热处理工艺与Cｒ12 型钢相似。
（２)Ｃr６WV钢为高耐磨微变形高碳中铬钢,碳、铬含量均低于Ｃr12 型钢,碳化物的分布状态较Cr１2MoV 均匀，具有良好的淬透性。热处理
变形小，机械加工性能较好。抗弯强度、冲击韧度优于Ｃｒ12ＭｏV ，只是耐磨性略低于Cr1２型钢。用于承受较大冲击力的高硬度、高耐磨板料冲裁模，其效果好于Ｃｒ12 型钢。
钢的常用热处理工艺为：淬火温度9701 ~ 000℃,一般可热油或硝盐分级淬火冷却,尺寸不大的部件可采取空冷。淬火后应立即回火,回火温度160２10 ~ ℃,硬度５8~６2HＲＣ。
（３) Ｃr４W2MｏV 钢也是高耐磨微变形高碳中铬钢,替代Cr12 型
钢而研制的钢种，碳化物均匀性好，耐磨性高于Cr１2ＭoＶ，适于制作形状复杂、尺寸精度要求高的冲压模具，可用于硅钢片冲裁模。
Cr4W2ＭoV钢的热处理工艺：要求强度、韧性较高时,采用低温淬火、低温回火工艺:淬火温度９60~980℃，回火温度28０～320℃,硬度
60~62HRC 。要求热硬性和耐磨性较高时，采用高温淬火、高温回火工艺：淬火温度1０20~1０４0 ℃,回火温度5０0~540 ℃，硬度60~6２HRＣ。
（ 4 )7ＣｒＳiMnMoV（代号CH-１）钢为空淬微变形低合金钢、火焰淬火钢，可以利用火焰进行局部淬火,淬硬模具刃口部分。淬火温度( 8０0~1０00 ℃)，具有良好的淬透性和淬硬性(可达６０ＨRC以上)，强度和韧性较高,崩刃后能补焊。可代替CrWMn 、Cｒ１2MoV 钢,制作形状复杂的冲裁模。CH-1 钢的推荐热处理工艺:淬火温度900～920 ℃, 油冷，１90～20０℃回火１～３小时,硬度58~62 ＨRＣ。
（5 ）６CｒNiＳiMnMoＶ（代号GD) 钢为高韧性低合金钢，淬透性好,空淬变形小，耐磨性较高。其强韧性显著高于CrWMn 和Cr12ＭoV 钢,不易崩刃或断裂。尤其适用于细长、薄片状凸模及大型、形状复杂、薄壁凸凹模。GD 钢的推荐热处理工艺:淬火温度870~93０℃（9０0℃最佳）,盐浴炉加热( ４5s／ｍｍ), 油冷或空冷、风冷, 1７5~2３0 ℃回火２小时,硬度58~６2 ＨRＣ。由于空冷即可淬硬，也可采用火焰加热淬火。
( 6 ) 9Cr6W3Ｍo2V２（代号GM) 钢为高耐磨高强韧合金钢，各项工艺性能良好,其耐磨性、强韧性、加工性能均优于Cr12 型钢，能够用于高速压力机冲压下的多工位级进模等精密模具，是较理想的耐磨、精密冲压模具用钢。ＧM 钢的热处理工艺:淬火温度1０8０～1１20 ℃,硬度64~6６ＨRC 。回火温度５4０~560 ℃，回火二次。
( 7 )Cｒ８MoＷV3Si( 代号ＥR5) 钢属高耐磨高强韧合金钢，具有较好的电火花加工性能，强度、韧性、耐磨性都优于Cr1２型钢，适用于大型精密冲压模具。用于硅钢片冲裁模,一次刃磨寿命为21 万次，总寿命高达３６０万次，是目前合金钢冲模冲裁硅钢片的较高寿命水平。
ER5 钢的推荐热处理工艺:对高耐磨性、高强韧性的模具,采用1１50 ℃淬火，52０~５３0 ℃回火 3 次; 对重载服役条件下的模具，采用1120~１1３０℃淬火，55０℃回火 3 次。
３ .硬质合金及钢结硬质合金
当工件的批量极大时,可以考虑选用硬度和耐磨性比各类模具钢种更高的硬质合金或钢结硬质合金。用作模具材料的硬质合金为钨钴类,随着含钴量的增加，韧性及抗弯强度提高而硬度降低。对于承受冲击力较小的模具,可以选用含钴量较低的YG１0X ；承受冲击力中等或较大的模具,可以选用含钴量较高的YG15 或ＹG20 。硬质合金的缺点为韧性较差、难以加工，作为模具的工作部件可以设计为镶拼结构。钢结硬质合金的性能介于硬质合金和高速钢之间，能够机械加工和热处理，可以用于制作复杂的高寿命模具。用作冲裁模的钢结硬质合金有ＤT、GＴ35 、ＴＬMW５0、GW50 等。
厚板冲裁模具
厚板冲裁模承受的冲压力高于薄板冲模,为重载冲裁模，易磨损、崩刃和断裂，所以要求模具材料应具有高的耐磨性和强韧性。
传统模具用钢传统的重载冲裁模具钢种主要有T８A、Cr1２ＭoV 、
W18Cr4V 、
W６Mo5 Ｃr４V2 等。
其中T８A 为碳素工具钢，虽然淬透性、韧性比Ｔ10A钢有所改善,但易残存网状碳化物、热硬性差，只能用于工件批量较小的中厚冲裁模。T8Ａ工具钢的热处理工艺为: ７90~８２0℃水或油淬, １６０~1８０℃回火,硬
度58~６1HRC 。
W18Cr4V、W６Mo５Cr4V２为高速工具钢,具有很高的硬度、抗压强度和耐磨性，但韧性较低,工作时有可能产生崩刃或断裂,而且价格较贵。建议采用低温淬火、快速加温淬火等工艺措施来改善其韧性。对于工件批量较大的厚板冲裁模，可以用W１８Ｃr4Ｖ、W6Ｍo5Cｒ４V2钢做凸模,Ｃr12ＭoV 钢做凹模。
Ｗ18Ｃｒ4V钢的推荐热处理工艺: 1220~125０℃淬火；550～５７０℃回火3次。
W6Ｍo5Cr4V2钢的推荐热处理工艺：1160~1２00 ℃淬火: ５5０~５７0 ℃回火3 次。
3. 常用模具新钢种
为了克服高速工具钢的缺点，提高使用寿命,重载冲裁模具可选用降碳降钒高速钢6 W6Ｍo5Cr４Ｖ(6W6)和以高速钢成分为基础，添加少量的其它元素构成的高强韧性模具钢—基体钢，如6５Nb钢、LＤ钢、0１2AL钢、ＣＧ-２钢等等。
（1)6 Ｗ６Ｍｏ５Cr4V(６Ｗ６)钢为高强韧性高速钢，由于降低了碳化物的含量和分布均匀性,使其在保持硬度和耐磨性的同时,抗弯强度、冲击韧性和塑性都有显著提高,虽然耐磨性略低，仍可用低温氮碳共渗提高表面硬度和耐磨性。其热处理工艺和高速钢Ｗ６Mｏ5Cr4V2相似。
( ２)6Ｃｒ4Ｗ３Mｏ2VNb(６５Nｂ)钢６5Ｎb钢取自Ｗ6Ｍo5
ＣrV2 钢正常淬火后的基本成分，碳含量比高速钢低,碳质量分数的中限为
0.6５％,故名65Nｂ。各合金元素在钢中的作用和在高速钢中相似，另加入3% 的Nb 可形成高稳定性的碳化物NbＣ，能有效阻止奥氏体晶粒长大，改善钢的力学性能和工艺性能。这种钢具有较好的耐磨性和较强的高温韧性,可以代替Cr12MoV、W１8Cr4V钢,用于重载冲裁模和冷挤压模、冷镦模。
65Nｂ钢锻造和退火工艺性能良好,热处理温度范围宽,淬火温度可以在
1080~118０℃,回火温度在52０~６０0 ℃之间选择。当采用比W6Mｏ
5CrV２钢正常淬火温度低的温度淬火后,其组织为在碳含量较低的马氏体基体上均匀分布有细粒状未溶碳化物。通过热处理参数的调整，可以得到不同的强度、韧性、耐磨性配合，以适合不同模具的性能要求。6５Nb 钢的热处理工艺: １0８0~1180 ℃盐浴炉加热( １5~２０s/mm ）油淬,520～5６0℃回火２次,硬度5７~63 HRC。
（ 3 ) 7Cr7Mｏ２V2Si (LD)钢ＬＤ钢含碳、含钴量高于65Nb ,含钒量也较高。钒可细化晶粒，提高耐磨性。因此其抗压、抗弯强度和耐磨性均高于65Ｎb 由于具有良好的强韧性和耐磨性,因而适于制造各种重载模具。
LＤ钢的推荐热处理工艺: ８50℃预热，1100～1１50 ℃淬火；油冷后530~５7０℃回火2~3 次，每次1~２小时，硬度５７～63 HRC。( 4 ）５Cｒ4Mo3ＳiMnVAL(012AL）钢０12AＬ钢中加入质量分数为0．3～0.７% 的铝，目的是为了细化晶粒,提高钢的冲击韧性和热加工塑性，加Sｉ则为了强化基体。012ＡL钢强韧性高,综合性能好，通用性强,是冷、热兼用型模具钢。其抗弯强度及挠度高于Ｗ1８Cr4Ｖ高速钢,代替高速钢作模具时很少发生折断现象。可以用作中厚板料冲裁模具和各类冷、热作模具。01２AL 钢的推荐热处理工艺：1090~112０℃盐浴炉加热（30s/mm ）油淬, ５10℃回火２次,每次油冷2小时,硬度60～６2HRＣ。
（５）6Cｒ4Mｏ３Ni2WV(CG-２) 钢CＧ-2钢在成分中加Ni ，强化了基体，改善了韧性和高温性能。同时增加Mo减少W,以降低碳化物的偏析。CG-2 钢具有高的强度和强韧性，在热处理到高硬度时仍能维持良好的韧性，较好地解决了高硬度与韧性的合理配合。但锻造塑性较差,退火后硬度偏高。亦可用作中厚板料冲裁模具和各类冷、热作模具。
ＣG-２钢的热处理工艺:淬火温度11０0~1１４0 ℃加热（２０ｓ/mm)，油冷，５40 ℃回火2次,每次 2 小时,空冷,硬度６0~62ＨRC 。二. 拉深模具材料的选用及热处理要求
表11．2.1各种板料适用的拉深模材料
由于拉深模具的失效主要为粘附磨损和磨粒磨损，并以粘附磨损为主。因此选用的模具材料必须具有较高的耐磨性和抗粘附性能,以及足够的强度。按被拉深材料考虑适用的拉深模材料可以参考表11-1 。选用时还应考虑被拉深材料的板料厚度、拉深件的尺寸形状以及生产批量的大小等因素。
（一）轻载拉深（拉深薄钢板和铜、铝合金)时的模具材料
生产批量较小时,对于形状简单的筒形浅拉深件,可选用T8 、T10 钢；对于形状复杂的中小型件,选用CrＷＭn 、9Mn2V 。
中批量生产或生产批量较大时，选用Ｃr1２ＭoV 。
生产批量很大时,选用硬质合金或钢结硬质合金。
（二)重载拉深（拉深厚钢板、反拉深、变薄拉深）时的模具材料
生产批量较小时,可选用T１0 、CｒWＭn 。
生产批量较大时,选用Cｒ１２MｏV 以及GM 钢。GM钢的强度和韧性高于高速钢、Cｒ1２MｏV ；抗粘附磨损和磨粒磨损能力明显优于基体钢和C
ｒ1２MoV ，在拉深模方面已得到较好应用。
生产批量很大时，考虑选用硬质合金或钢结硬质合金。
（三）拉深不锈钢、高镍合金钢、耐热钢板的模具材料
拉深这类材料时，容易发生粘附和拉毛，首选模具材料为铝青铜。
生产批量较小时，可选用铝青铜、T１0A (镀硬铬,注意采用镀硬铬工艺时镀层不能太厚，以防拉深时剥落）。
生产批量较大时,选用铝青铜、Cr１2MoV、Cｒ12Mo１V1 (表面渗氮）。生产批量很大时,选用硬质合金。
(四)大型拉深件、汽车覆盖件的拉深模具材料
可以选用合金铸铁或高强度球墨铸铁。球墨铸铁能够浸入润滑油,组织中的石墨具有自润滑作用,能有效地减轻拉深中的摩擦,而且成本较低、容易加工。
高强度球墨铸铁可以采用双介质延迟冷却马氏体等温淬火,以获得较高的强度和韧性，硬度为55~58 ＨＲC 。先将模具缓慢预热后再加热至8８0~900℃，保温后先空气预冷，然后盐水淬冷至５５0 ℃左右即转入油冷,当模温降至25０℃左右，放入180~200 ℃的热油中等温保持2～３小时,再将油温降至170 ℃左右等温5～7 小时，最后转入空冷。
塑胶材料的选用原则
迄今为止,已见报道的树脂种类达到上万种,实现工业化生产的也不下千余种。塑料材料的选用就是在众多的树脂品种中,选择一个合适的品种。初看起来,可供我们选择的塑料品种太多,有眼花缭乱的感觉。但实际上并不是所有的树脂品种都获得了具体应用。我们所指的塑料材料的选用,并不是漫无边际的选择,而是在常用的树脂品种中选用。 塑料材料的选用原则: 一.塑胶材料的适应性; 1.各种材料的性能比较; 2.不宜选用塑料的条件; 3.选用塑料的适宜条件。 二.塑料制品的使用性能 1.塑料制品的使用条件 a.塑料制品的受力情况; b.塑料制品的电性能; c.塑料制品的尺寸精度要求； d.塑料制品的渗透性要求; e.塑料制品的透明性要求; f.塑料制品的外观要求。 2.塑料制品的使用环境 a.环境温度; b.环境湿度; c.接触介质; d.环境的光、氧及辐射. 三.塑料的加工性能 1.塑料的可加工性; 2.塑料的加工成本; 3.塑料加工的废料处理.
四.塑料制品的成本 1.塑料原料的价格; 2.塑料制品的使用寿命; 3.塑料制品的维护费用. 五.塑料原料的来源。 在实际选用过程中,有些树脂在性能上十分接近,难分伯仲。究竟选择哪一种更为合适?需要多方考虑、反复权衡,才可以确定下来。因此说塑胶材料的选用是一项十分复杂的工作,可遵循的规律并不十分明显。有一点需提醒大家特别注意,从各种书刊上引用的塑料材料性能数据,都是在特定条件下测定的,这些条件可能与实际工作状态差别较大。如不吻合则要将所引数据转换成实际使用条件下的性能或按实际条件重新测定。 面对一个要开发制品的设计图纸,选材应遵循如下步骤。 首先要确定这个产品是否可选用塑料材料制造；其次,如果确定可用塑料材料来制造,究竟选用那种塑料材料是进一步需要考虑的因素。 根据产品精度选择塑料材料: 不同塑料材料对应的产品精度 精度等级可用塑料材料品种 1级无 2级无 3级 PS、ABS、PMMA 、PC、PSF、PPO、PF、AF、EP、UP、 F4 UHMW、30%GF增强塑料等,其中以30%GF增强塑料的精度最高. 4级 PA类、氯化聚醚 HPVC等 5级 POM 、PP、HDPE等 6级 SPVC、LDPE、LLDPE等 衡量塑料制品耐热性能好坏的指标有热变形温度、维卡软化点和马丁耐热温度三种,其中以热变形温度最为常用. 从下表中可以看出，塑料的最高使用温度一般不超过400°C，而且大多数塑料的使用温度都在100到260°C范围内；只有不熔聚酰亚胺、液晶聚合物、聚苯酯（AP）、聚苯并咪唑（PBI）、聚硼二苯基硅氧烷（PBP）的热变形温度可大于300°C。因此，如果使用环境的温度长时间超过400°C，几乎没有塑料材料可供选用；如果使用环境的温度短期超过400°C，甚至达到500°C以上，并且无较大的负荷，有些耐高温塑料可短时使用。不过以碳纤维、石墨或玻璃纤维增强的酚醛等热固性塑料很特别，虽然其长期耐热温度不到200°C，但其瞬时可耐上千度高温，可用作耐烧蚀材料，用于导弹外壳及宇宙飞船面层材料。
冲压模具简介与材料
冲压模具系列 冲压模具，是在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压，是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。 目录 简述 分类 根据工艺性质分类 根据工序组合程度分类 依产品的加工方法分类 模具典型结构组成 第一类 第二类 模具先进制造工艺及设备 高速铣削加工 电火花铣削加工 慢走丝线切割技术 磨削及抛光加工技术 数控测量 模内攻牙技术 模具新材料及热、表处理 冲压模具材料 热处理、表处理新工艺 冲压模具材料的选用原则 生产批量 被冲压材料的，性能、模具零件的使用条件 材料性能 降低生产成本 开发专用模具钢 考虑我国模具的生产和使用情况 模具CAD/CAM技术 冲压模具行业发展现状及技术趋势 现状PDX软件界面 未来冲压模具制造技术发展趋势 我国涌现大批冲压模具龙头企业
冲压模具结构对安全的影响 模具的主要零件、作用及安全要求 模具设计的安全要点 简述 分类 根据工艺性质分类 根据工序组合程度分类 依产品的加工方法分类 模具典型结构组成 第一类 第二类 模具先进制造工艺及设备 高速铣削加工 电火花铣削加工 慢走丝线切割技术 磨削及抛光加工技术 数控测量 模内攻牙技术 模具新材料及热、表处理 冲压模具材料 热处理、表处理新工艺 冲压模具材料的选用原则 生产批量 被冲压材料的，性能、模具零件的使用条件 材料性能 降低生产成本 开发专用模具钢 考虑我国模具的生产和使用情况 模具CAD/CAM技术 冲压模具行业发展现状及技术趋势 现状PDX软件界面 未来冲压模具制造技术发展趋势 我国涌现大批冲压模具龙头企业 冲压模具结构对安全的影响 模具的主要零件、作用及安全要求 模具设计的安全要点 展开 苏州LED灯研磨 编辑本段简述 冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
模具材料选用标准
模具材料选用标准 成型零部件材料选用 .1 成型零部件指与塑料直接接触而成型制品的模具零部件，如型腔、型芯、滑块、镶件、斜顶、侧抽等。 .2 成型零部件的材质直接关系到模具的质量、寿命，决定着所成型塑料制品的外观及内在质量，必须十分慎重，一般要在合同规定及客户要求的基础上，根据制品和模具的要求及特点选用。 .3 成型零部件材料的选用原则是：根据所成型塑料的种类、制品的形状、尺寸精度、制品的外观质量及使用要求、生产批量大小等，兼顾材料的切削、抛光、焊接、蚀纹、变形、耐磨等各项性能，同时考虑经济性以及模具的制造条件和加工方法，以选用不同类型的钢材。 .4 对于成型透明塑料制品的模具，其型腔和型芯均需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材，如718（P20+Ni类）、NAK80（P21类）、S136（420类）、H13类钢等，其中718、NAK80为预硬状态，不需再进行热处理；S136及H13类钢均为退火状态，硬度一般为HB160-200，粗加工后需进行真空淬火及回火处理，S136的硬度一般为HRC40-50，H13类钢的硬度一般为HRC45-55（可根据具体牌号确定）。 .5 对于制品外观质量要求高，长寿命、大批量生产的模具，其成型零部件材料选择如下： a) 型腔需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材，如718（P20+Ni类）、NAK80（P21类）等，均为预硬状态，不需再进行热处理。 b) 型芯可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材，如618、738、2738、638、318等，均为预硬状态；对生产批量不大的模具，也可选用国产塑料模具钢或S50C、S55C等进口优质碳素钢。 .6 对于制品外观质量要求一般的模具，其成型零部件材料选择如下： a) 小型、精密模具型腔和型芯均选用中档进口P20或P20+Ni类钢材。 b) 大中型模具，所成型塑料对钢材无特殊要求，型腔可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材；型芯可选用低档进口P20类钢材或进口优质碳素钢S50C、S55C等，也可选用国产塑料模具钢。 c) 对于蚀皮纹的型腔，当蚀梨地纹时应争取避免选用P20+Ni类的2738（738）牌号。 .7 对无外观质量要求的内部结构件，成型材料对钢材亦无特殊要求的模具，其成型零部件材料选择如下： a) 对于大中型模具，型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材，也可选用进口优质碳素钢S55C、S50C或国产P20或P20+Ni类塑料模具钢；型芯可选用进口或国产优质碳素钢。 b) 对于小型模具，若产量较高，结构较复杂，型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材，也可选用国产P20或P20+Ni类塑料模具钢；型芯可选用国产塑料模具钢。 c) 对于结构较简单，产量不高的小型模具，型腔型芯均可选用国产塑料模具钢或优质碳素钢。 .8 对于成型含氟、氯等有腐蚀性的塑料和各类添加阻燃剂塑料的模具，若制品要求较高，可选用进口的耐蚀钢，要求一般的可选用国产的耐蚀钢。 .9 对于成型对钢材有较强摩擦、冲击性塑料的模具，例如用来注射尼龙+玻璃纤维料的模具，需选用具有高耐磨、高抗热拉强度及高韧性等优点的进口或国产H13类钢材。 .10成型镶件一般与所镶入的零件选用相同材料。对于模具较难冷却的部分或要求冷却效果较高的部分，镶件材料应选用铍青铜或合金铝。 .11对于模具中参与成型的活动部件材料选择原则如下：
冲压模具材料的种类及特性
冲压模具材料的种类及特性 制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主，常用的模具工作部件材料的种类 有：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。 1. 碳素工具钢在模具中应用较多的碳素工具钢为T8A T10A等，优点为加工性能好，价格便宜。但淬透性和红硬性差，热处理变形大，承载能力较低。 2. 低合金工具钢低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。与碳素工具钢相比，减少了淬火变形和开裂倾向，提高了钢的淬透性，耐磨性亦较好。用于制造模具的低合金钢有CrWMn 9Mn2V 7CrSiMnMoV代号 CH-1）、6CrNiSiMnMoV代号 GD等。 3. 高碳高铬工具钢常用的高碳高铬工具钢有 Cr12和Cr12MoV Cr12Mo1V1（代号D2）,它 们具有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性，热处理变形很小，为高耐磨微变形模具钢，承载能力仅次于高速钢。但碳化物偏析严重，必须进行反复镦拔（轴向镦、径向拔）改锻，以降低碳化物的不均匀性，提高使用性能。 4. 高碳中铬工具钢用于模具的高碳中铬工具钢有 Cr4W2MoV Cr6WV、Cr5MoV等，它们的 含铬量较低，共晶碳化物少，碳化物分布均匀，热处理变形小，具有良好的淬透性和尺寸稳定性。 与碳化物偏析相对较严重的高碳高铬钢相比，性能有所改善。 5. 高速钢高速钢具有模具钢中最高的硬度、耐磨性和抗压强度，承载能力很高。模具中常用的有W18Cr4V（代号8-4-1 ）和含钨量较少的 W6Mo5 Cr4V2（代号6-5-4-2，美国牌号为 M2以及为提高韧性开发的降碳降钒高速钢6W6Mo5 Cr4V（代号6W6或称低碳M2。高速钢也需要改锻，以改善其碳化物分布。 6. 基体钢在高速钢的基本成分上添加少量的其它元素，适当增减含碳量，以改善钢的性能。 这样的钢种统称基体钢。它们不仅有高速钢的特点，具有一定的耐磨性和硬度，而且抗疲劳强度和韧性均优于高速钢，为高强韧性冷作模具钢，材料成本却比高速钢低。模具中常用的基体钢有 6Cr4W3Mo2VNb弋号 65Nt）、7Cr7Mo2V2Si （代号 LD）、5Cr4Mo3SiMnVA（代号 012AL）等。 7. 硬质合金和钢结硬质合金硬质合金的硬度和耐磨性高于其它任何种类的模具钢，但抗弯 强度和韧性差。用作模具的硬质合金是钨钻类，对冲击性小而耐磨性要求高的模具，可选用含钻 量较低的硬质合金。对冲击性大的模具，可选用含钻量较高的硬质合金。 钢结硬质合金是以铁粉加入少量的合金元素粉末（如铬、钼、钨、钒等）做粘合剂，以碳 化钛或碳化钨为硬质相，用粉末冶金方法烧结而成。钢结硬质合金的基体是钢，克服了硬质合金韧性较差、加工困难的缺点，可以切削、焊接、锻造和热处理。钢结硬质合金含有大量的碳化物， 虽然硬度和耐磨性低于硬质合金，但仍高于其它钢种，经淬火、回火后硬度可达68 ~ 73HRC o 冲压模具材料的选用及热处理要求 冲裁模具材料的选用及热处理要求 选用冲裁模具材料应考虑工件生产的批量，若批量不大就没有必要选择高寿命的模具材料；还 应考虑被冲工件的材质，不同材质适用的模具材料亦有所不同。对于冲裁模具，耐磨性是决定模具寿命的重要因素，钢材的耐磨性取决于碳化物等硬质点相的状况和基体的硬度，两者的硬度越高，碳化物的数量越多，则耐磨性越好。常用冲压模具钢材耐磨性的劣优依次为碳素工具钢一合金工具钢一基体钢一咼碳咼铬钢一咼速钢一钢结硬质合金一硬质合金。 此外还必须考虑工件的厚度、形状、尺寸大小、精度要求等因素对模具材料选择的影响。 1?传统模具用钢长期以来，国内薄板冲裁模用钢为T10A、CrWMn、9Mn2V Cr12和 Cr12MoV 等。 其中T10A为碳素工具钢，有一定强度和韧性。但耐磨性不高，淬火容易变形及开裂，淬透性差，只适用于工件形状简单、尺寸小、数量少的冲裁模具。 T10A碳素工具钢的热处理工艺为：760~810 C水或油淬，160~180 C 回火，硬度 59~62HRC o
冲压模具材料选用
冲压模具材料选用及热处理要求 一、冲裁模具材料的选用及热处理要求 选用冲裁模具材料应考虑工件生产的批量,若批量不大就没有必要选择高寿命的模具材料;还应考虑 被冲工件的材质,不同材质适用的模具材料亦有所不同。对于冲裁模具,耐磨性就是决定模具寿命的重要因素,钢材的耐磨性取决于碳化物等硬质点相的状况与基体的硬度,两者的硬度越高,碳化物的数量越多,则耐磨性越好。常用冲压模具钢材耐磨性的劣优依次为碳素工具钢—合金工具钢—基体钢—高碳高铬钢—高速钢—钢结硬质合金—硬质合金。 此外还必须考虑工件的厚度、形状、尺寸大小、精度要求等因素对模具材料选择的影响。 1、传统模具用钢长期以来,国内薄板冲裁模用钢为T10A、CrWMn、9Mn2V、Cr12与Cr12MoV等。 其中T10A为碳素工具钢,有一定强度与韧性。但耐磨性不高,淬火容易变形及开裂,淬透性差,只适用于工件形状简单、尺寸小、数量少的冲裁模具。 T10A碳素工具钢的热处理工艺为:760~810 ℃水或油淬,160~180 ℃回火,硬度59~62HRC。 CrWMn、9Mn2V就是高碳低合金钢种,淬火操作简便,淬透性优于碳素工具钢,变形易控制。但耐磨性与韧性仍较低,应用于中等批量、工件形状较复杂的冲裁模具。CrWMn钢的热处理工艺为:淬火温度 820~840 ℃油冷 ,回火温度200 ℃,硬度60~62HRC。9Mn2V钢的热处理工艺为:淬火温度780~820 ℃油冷 ,回火温度150~200 ℃,空冷,硬度60~62HRC。注意回火温度在200~300 ℃范围有回火脆性与显著体积膨胀,应予避开。 Cr12与Cr12MoV为高碳高铬钢,耐磨性较高,淬火时变形很小,淬透性好,可用于大批量生产的模具,如硅钢片冲裁模。但该类钢种存在碳化物不均匀性,易产生碳化物偏析,冲裁时容易出现崩刃或断裂。其中,Cr12含碳量较高,碳化物分布不均比Cr12MoV严重,脆性更大一些。 Cr12型钢的热处理工艺选择取决于模具的使用要求,当模具要求比较小的变形与一定韧性时,可采用低温淬火、回火(Cr12为950~980 ℃淬火,150~200 ℃回火;Cr12MoV为1020~1050 ℃淬火,180~200 ℃回火)。若要提高模具的使用温度,改善其淬透性与红硬性,可采用高温淬火、回火 (Cr12为1000~1100 ℃淬火,480~500 ℃回火;Cr12MoV为1110~1140 ℃淬火,500~520 ℃回火 )。 高铬钢在275~375 ℃区域有回火脆性,应予避免。 2、常用模具新钢种 为了弥补传统模具钢种性能的不足,国内开发或引进了以下性能较好的冲压模具用钢: (1)Cr12Mo1V1(代号D2)钢为仿美国ASTM标准中的D2钢引进的钢种,属Cr12型钢。由于D2钢中Mo、V含量增加,细化了晶粒,改善了碳化物的分布状况,因此D2钢的强韧性(冲击韧度、抗弯强度、挠度)比Cr12MoV钢有所提高,耐磨性与抗回火稳定性也比Cr12MoV更高。可用深冷处理,提高硬度并改善尺寸稳定性。用D2钢制作的冲裁模具寿命要高于Cr12MoV钢模具。
冲压模具制造工艺.
概述 模具是工业生产中使用极为广泛的工艺装备之一，也是发展工业的基础。模具是成形金属、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等制件的基础工艺装备，是工业生产中发展和实现少无切屑加工技术不可缺少的工具。模具是一种高效率的工艺设备，用模具进行各种材料的成型，可实现高速度的大批量生产，并能在大量生产条件下稳定的保证制件的质量、节约原材料。因此，在现代工业生产中，模具的应用日益广泛，是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。许多现代工业的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平。 为了实现工业现代化今后的模具发展趋势大致包括以下几方面： 1、发展高效模具。对于大批量生产用模具，应向高效率发展。如为了适应当前高速压力机的使用，应发5冲模的工作部分零件必须具备的性能展多工位级进模以提高生产效率。 2、发展简易模具。对于小批量生产用模具，为了降低成本、缩短模具制造周期应尽量发展薄板冲模、聚氨酯模具、锌合金、低熔点合金，环氧树脂等简易模具。 3、发展多功能模具。为了提高效率和保证制品的质量，要发展多工位级进模及具有组合功能的双色、多色塑料注射模等。 4、发展高寿命模具。高效率的模具必然需要高寿命，否则将必然造成频繁的模具拆卸和整修或需要更多的备模。为了达到高寿命的要求，除模具本身结构优化外，还要对材料的选用和热处理、表面强化技术予以开发和创新。 5、发展高精度模具。计算机硬件，软件以及模具加工，检测技术的快速发展使得精锻模具CAD/CAM/CAE一体化技术成为锻造企业切实可行的技术。精密，高效是现代锻造业的发展趋势；应用该技术的实践表明，只有基于效率的模具CAD/CAM/CAE…CAX平台才能实现精锻件及其模具的高效率开发。
模具材料选用标准介绍(
模具材料选用规范 成型零部件材料选用 1 成型零部件指与塑料直接接触而成型制品的模具零部件，如型腔、型芯、滑块、镶件、斜顶、侧抽等。 2 成型零部件的材质直接关系到模具的质量、寿命，决定着所成型塑料制品的外观及内在质量，必须十分 慎重，一般要在合同规定及客户要求的基础上，根据制品和模具的要求及特点选用。 3 成型零部件材料的选用原则是：根据所成型塑料的种类、制品的形状、尺寸精度、制品的外观质量及使 用要求、生产批量大小等，兼顾材料的切削、抛光、焊接、蚀纹、变形、耐磨等各项性能，同时考虑经济性以及模具的制造条件和加工方法，以选用不同类型的钢材。 4 对于成型透明塑料制品的模具，其型腔和型芯均需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材，如718（P20+Ni 类）、NAK80（P21类）、S136（420类）、H13类钢等，其中718、NAK80为预硬状态，不需再进行热处理；S136及H13类钢均为退火状态，硬度一般为HB160-200，粗加工后需进行真空淬火及回火处理，S136的硬度一般为HRC40-50，H13类钢的硬度一般为HRC45-55（可根据具体牌号确定）。 5 对于制品外观质量要求高，长寿命、大批量生产的模具，其成型零部件材料选择如下： a) 型腔需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材，如718（P20+Ni类）、NAK80（P21类）等，均为预硬 状态，不需再进行热处理。 b) 型芯可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材，如618、738、2738、638、318等，均为预硬状态； 对生产批量不大的模具，也可选用国产塑料模具钢或S50C、S55C等进口优质碳素钢。 6 对于制品外观质量要求一般的模具，其成型零部件材料选择如下： a) 小型、精密模具型腔和型芯均选用中档进口P20或P20+Ni类钢材。 b) 大中型模具，所成型塑料对钢材无特殊要求，型腔可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材；型芯 可选用低档进口P20类钢材或进口优质碳素钢S50C、S55C等，也可选用国产塑料模具钢。 c) 对于蚀皮纹的型腔，当蚀梨地纹时应争取避免选用P20+Ni类的2738（738）牌号。 7 对无外观质量要求的内部结构件，成型材料对钢材亦无特殊要求的模具，其成型零部件材料选择如下： a) 对于大中型模具，型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材，也可选用进口优质碳素钢S55C、 S50C或国产P20或P20+Ni类塑料模具钢；型芯可选用进口或国产优质碳素钢。 b) 对于小型模具，若产量较高，结构较复杂，型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材，也可选 用国产P20或P20+Ni类塑料模具钢；型芯可选用国产塑料模具钢。 c) 对于结构较简单，产量不高的小型模具，型腔型芯均可选用国产塑料模具钢或优质碳素钢。 8 对于成型含氟、氯等有腐蚀性的塑料和各类添加阻燃剂塑料的模具，若制品要求较高，可选用进口的耐 蚀钢，要求一般的可选用国产的耐蚀钢。 9 对于成型对钢材有较强摩擦、冲击性塑料的模具，例如用来注射尼龙+玻璃纤维料的模具，需选用具有高 耐磨、高抗热拉强度及高韧性等优点的进口或国产H13类钢材。 10成型镶件一般与所镶入的零件选用相同材料。对于模具较难冷却的部分或要求冷却效果较高的部分，镶件材料应选用铍青铜或合金铝。 11对于模具中参与成型的活动部件材料选择原则如下： a) 透明件应选用抛光性好的高档进口钢材，如718、NAK80等。 b) 非透明件，一般应选用硬度和强度较高的中档进口钢材，如618、738、2738、638、318等，表面进 行氮化处理，氮化层深度为0.15-0.2mm，硬度为HV700-900。 c) 若模具要求较低，也可选用低档进口钢材或国产钢材，氮化处理硬度一般为HV600-800。 非成型零部件材料选用
常用的冷冲压模具材料
常用的冷冲压模具材料 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
冲压模具工作零件材料的要求 冲压模具工作时要承受冲击、振动、摩擦、高压和拉伸、弯扭等负荷，甚至在较高的温度下工作（如冷挤压），工作条件复杂，易发生磨损、疲劳、断裂、变形等现象。因此，对模具工作零件材料的要求比普通零件高。 由于各类冲压模具的工作条件不同，所以对模具工作零件材料的要求也有所差异。 1.冲裁模材料的要求 对于薄板冲裁模具的工作零件用材要求具有高的耐磨性和硬度，而对厚板冲裁模除了要求具有高的耐磨性、抗压屈服点外，为防止模具断裂或崩刃，还应具有高的断裂抗力、较高的抗弯强度和韧性。 2. 拉深模材料的要求 要求模具工作零件材料具有良好的抗粘附性（抗咬合性）、高的耐磨性和硬度、一定的强韧性以及较好的切削加工性能，而且热处理时变形要小。 3. 冷挤压模材料的要求 要求模具工作零件有高的强度和硬度、高耐磨性，为避免冲击折断，还要求有一定的韧性。由于挤压时会产生较大的升温，所以还应具有一定的耐热疲劳性和热硬性 冲压模具材料的种类及特性 制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主，常用的模具工作部件材料的种类有：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。 1. 碳素工具钢 在模具中应用较多的碳素工具钢为T8A、T10A等，优点为加工性能好，价格便宜。但淬透性和红硬性差，热处理变形大，承载能力较低。 2. 低合金工具钢 低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。与碳素工具钢相比，减少了淬火变形和开裂倾向，提高了钢的淬透性，耐磨性亦较好。用于制造模具的低合金钢有 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代号CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代号GD)等。 3. 高碳高铬工具钢 常用的高碳高铬工具钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1（代号D2），它们具有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性，热处理变形很小，为高耐磨微变形模具钢，承载能力仅次于高速钢。但碳化物偏析严重，必须进行反复镦拔（轴向镦、径向拔）改锻，以降低碳化物的不均匀性，提高使用性能。 4. 高碳中铬工具钢 用于模具的高碳中铬工具钢有Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等，它们的含铬量较低，共晶碳化物少，碳化物分布均匀，热处理变形小，具有良好的淬透性和尺寸稳定性。与碳化物偏析相对较严重的高碳高铬钢相比，性能有所改善。 5. 高速钢 高速钢具有模具钢中最高的的硬度、耐磨性和抗压强度，承载能力很高。模具中常用的有 W18Cr4V（代号8-4-1）和含钨量较少的W6Mo5 Cr4V2（代号6-5-4-2，美国牌号为M2）以及为提高韧性开发的降碳降钒高速钢 6W6Mo5 Cr4V（代号6W6或称低碳M2）。高速钢也需要改锻，以改善其碳化物分布。 6. 基体钢
常用的冷冲压模具材料
常用的冷冲压模具材料
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冲压模具工作零件材料的要求 冲压模具工作时要承受冲击、振动、摩擦、高压和拉伸、弯扭等负荷,甚至在较高的温度下工作(如冷挤压）,工作条件复杂,易发生磨损、疲劳、断裂、变形等现象。因此,对模具工作零件材料的要求比普通零件高。 由于各类冲压模具的工作条件不同,所以对模具工作零件材料的要求也有所差异。 1.冲裁模材料的要求 对于薄板冲裁模具的工作零件用材要求具有高的耐磨性和硬度,而对厚板冲 裁模除了要求具有高的耐磨性、抗压屈服点外,为防止模具断裂或崩刃,还应具有高的断裂抗力、较高的抗弯强度和韧性。 2. 拉深模材料的要求 要求模具工作零件材料具有良好的抗粘附性(抗咬合性)、高的耐磨性和硬度、一定的强韧性以及较好的切削加工性能，而且热处理时变形要小。 3. 冷挤压模材料的要求 要求模具工作零件有高的强度和硬度、高耐磨性,为避免冲击折断,还要求有一定的韧性。由于挤压时会产生较大的升温，所以还应具有一定的耐热疲劳性和热硬性 1１．2.2 冲压模具材料的种类及特性 制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主,常用的模具工作部件材料的种类有:碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。 1. 碳素工具钢 在模具中应用较多的碳素工具钢为T8Ａ、T10A等,优点为加工性能好,价格便宜。但淬透性和红硬性差，热处理变形大,承载能力较低。 ２. 低合金工具钢 低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。与碳素工具钢相比，减少了淬火变形和开裂倾向,提高了钢的淬透性，耐磨性亦较好。用于制造模具的低合金钢有CrWＭｎ、９Mn2V、７CｒSiMｎＭoV(代号CH-１)、6CrＮｉSｉＭnＭｏV(代号GD)等。 3. 高碳高铬工具钢
模具材料的选用及其性能优化
模具材料定选用及其性能优化 模具成型技术所具有的高效率、高一致性是其他成型工艺所不能比拟的，模具已成为现代工业生产关键的工艺装备，而模具材料及其先进制备技术又是完成高质量高寿命模具产品的最基础、最关键、最核心的保障，是推动先进净成型技术发展的重要支撑技术。由于对生产制备技术控制、材料选用合理性及配套改性技术研究不深入，使我国的模具制造水平提高缓慢，很难满足制造业的发展需求。 一、模具材料选用的基本原则 1、模具的工况要求 模具的工作温度、冷却方式和受力状态不同，对模具材料的性能要求也不尽相同。 （1）工作温度冷状态（室温）条件下工作的模具，应具有良好的耐磨性、强度、韧性、硬度及可加工性，通常选用冷作模具钢；高温状态下工作的模具，应选择合适的热作模具钢，它与炙热金属经常接触，型腔表面温度可达400~600℃，受到应力及金属剧烈流动的作用，材料表面容易剧烈磨损，因此它必须具有高的回火稳定性。此外，还应具有满足服役条件的力学性能、热稳定性、抗氧化性、抗疲劳性、耐热磨损和热熔损及良好的工艺性能；对于塑料制品加工，需选用专用塑料模具钢。 （2）冷却方式热作模具的使用寿命与冷却条件密切相关，若采用冷却方式、介质不当，模具容易失效，大大缩短使用寿命，如钨含量较高的热作模具，若采用喷水冷却，容易出现早期热疲劳开裂，应以油水雾和通水内冷为宜。采用冷却剂进行冷却的热作模具，反复受到冷热交替作用，极宜引起龟裂现象（即热疲劳）。因此，选用的热作模具钢必须具有良好的抗热疲劳的能力。 （3）受力状态模具（尤其是热作模具）在工作中承受压应力、拉应力、弯曲应力及冲击应力，还经历强烈摩擦，因此，选择的模具钢应具有强度和韧性的良好配合，同时还应有足够的硬度和耐磨性。锤锻模具比压力机模具受到更高的冲击应力，要求有较高的韧性，而压力机模具则要求有更高的抗热磨损性能。 2．模具的性能要求 各类模具钢的工作性能主要包括硬度、强度及韧性、耐磨性、疲劳性能、粘着性、抗腐蚀性和抗氧化性等。 模具种类很多，工作条件差别很大，对模具材料的性能要求也各不相同。没有任何一种材料可以同时保持多种性能的最佳状态。因此，模具材料选用时，常需协调这些性能，争取最佳的性能组合。突出主要性能，兼顾次要性能，达到材料性能与模具工作要求圆满匹配，获得最高的模具使用寿命。某些极端工况条件，往往对模具某一方面的性能有更苛刻的要求，这就要求模具材料有与之相适应的特殊性能，以保证较长的模具寿命和较高的产品质量。 总之，根据模具工作条件选用性能特点相匹配的模具材料，如冷作模具钢可选用耐磨性良好的高碳高合金材料，压铸模具具有注重热疲劳性能好的材料，连杆精锻模具要选择热强性高、耐磨性好的材料，避免在选用材料时出现原则性失误。 3．模具的寿命要求 模具材料的选用与所需要的模具寿命密切。如产品试制阶段的模具寿命就不作要求，只考虑产品成型的精度，因此，在选用材料时，只需要选择一般性的材料。而大批量的产品加工就要考虑选用较好的模具材料。模具寿命还与产品精度要求及复杂程度密切相关，因此在选材时应考虑相关因素合理安排模具材料的使用。 （1）产品批量大小实际选材时，应根据生产加工产品的批量大小和生产方式来选
冲压模具材料、螺钉、销钉、加工精度的选用
表1 冲模零件的材料和热处理硬度
表2 冲压模零件的加工精度及其相互配合 表3 冲模零件的表面粗糙度
冲模用螺钉的选用原则 在模具设计中，选用螺钉时应注意以下几个方面。 1）螺钉主要承受拉应力，其尺寸及数量一般根据冲压力大小、凹模厚度和其他的设计经验来确定，中、小型模具一般采用M6、M8、M10或M12等螺钉，大型模具可选M12、M16或更大规格的螺钉，但是选用过大的螺钉会给攻螺纹带来困难，螺钉的规格可根据凹 凹模厚度H/mm ≤13 13~19 19~25 25~32 >32 螺钉规格M4、M5 M5、M6 M6、M8 M8、M10 M10、M12 一般采用3~4个螺钉，当为矩形时，一般采用4~6个。 2）螺钉拧入深度不能太浅，否则紧固不牢靠；也不能太深，否则拆装工作量大。一般对钢制或铸铁材料零件间的螺钉连接，其螺钉拧入深度分别为d及1.5d(d为选用的螺钉连接螺纹直径)。螺钉之间，螺钉与销钉之间的距离，螺钉、销钉距离刃口及外缘距离，均不应过小，以防降低强度，其最小距离参表 螺纹孔、销孔之间及至刃口边的距离 螺钉孔M4 M6 M8 M10 M12 M16 M20 M24 A 淬火8 10 12 14 16 20 25 30 6.5 8 10 11 13 16 20 25 不淬火 B 淬火7 12 14 17 19 24 28 35 C 淬火 不淬火 5 3 螺钉孔φ2 φ3 φ4 φ5 φ6 φ8 φ 10 φ 12 φ 16 φ 20 φ 25 D 淬火 5 6 7 8 9 11 12 15 16 20 25 3 3.5 4 5 6 7 8 10 13 16 20 不淬火 3）螺栓用来连接两个不太厚的，并能钻成通孔的零件，一般的连接方式是将螺杆穿过两个零件的通孔，在套上垫圈。
[整理]31模具材料标准
模具材料限用标准 1. 范围 本标准对星凯科技有限公司模具设计材料的选用作出了规定。根据模具零件的功能和重要程度按必须贯彻执行﹑推荐采用建议执行﹑按客户要求执行和不受本标准限制按贯例选用的四种情况在本标准内选用。 按照本标准规定的选用材料原则进行选材，可以达到在确保模具品质的情况下合理选材﹑压缩品种﹑减少规格﹑简化供应渠道﹑减少呆料和库存积压。 本标准适用于星凯科技在模具设计和制作过程中的黑色金属（即钢、铜和铝）材料的选用。本标准不适用于非金属（如塑料﹑塑胶）材料的选用。 2. 引用文件 模具工业标准应用手册香港生产力促进局 模具钢手册冶金工业部出版社 机械设计手册化学工业出版社 3. 材料限用的一般规定 3．1选择材料一般应遵循的原则 a. 选择材料一般应以满足产品的功能和生产要求为原则 b. 在满足模具品质的情况下, 不要随意提高材料成本,要以节省资源为原则 c. 要选择货源充裕﹑有信誉度的供应商的材料。 3．2选择注塑模具材料时应考虑的影响因素 3．2．1受注塑产品的影响因素 a. 啤塑产品在啤塑过程中是否会对材料产生腐蚀性影响。 b. 塑胶树脂的种类对模具钢材的影响。 c. 塑胶件的生产批量对模具钢材的要求。 d. 塑胶件的外观品质对模具材料的要求。 3．2．2模具本身对材料的要求 a. 要求有良好的加工性（包括易切削性、良好的电加工性、好的抛光特性和溶接性）。 b. 对硬度和可预硬性的要求（包括材料内部组织纯洁均匀，可进行热处理和表面处理）。 c. 模具出现故障时易于修复，有良好的可烧焊性能。 4．材料限用的具体规定 根据注塑模具的特点及其模具零件的功能和重要程度将模具零件分为成型零件﹑模胚组件和结构组件,对模具材料的限制选用分为以下四种情况： a. 成型零件——如上下模肉﹑行位﹑斜顶﹑直顶﹑上下模肉镶件﹑行位镶件等;成型零件的选用原则属于 推荐采用建议执行，限用材料详见表二、表三、表四。 b. 模胚组件——如上下码模板﹑“A”板﹑“B”板﹑热流道框板﹑顶针板等;模胚组件的选用原则属于限 制选用强制执行，限用材料详见表五。 c. 结构组件——如硬片﹑法兰﹑唧咀﹑司筒针压片等;结构组件的选用原则属于必须贯彻执行,若客户有特别的要求应建议客户接受我们的意见。限用材料详见表六。 d. 除上述三种情况以外的所有零﹑组件的选材原则不作规定，按以往贯例选取。
冲压模具材料选用
冲压模具材料选用及热处理要求 一. 冲裁模具材料的选用及热处理要求 选用冲裁模具材料应考虑工件生产的批量，若批量不大就没有必要选择高寿命的模具材料；还应考虑被冲工件的材质，不同材质适用的模具材料亦有所不同。对于冲裁模具，耐磨性是决定模具寿命的重要因素，钢材的耐磨性取决于碳化物等硬质点相的状况和基体的硬度，两者的硬度越高，碳化物的数量越多，则耐磨性越好。常用冲压模具钢材耐磨性的劣优依次为碳素工具钢—合金工具钢—基体钢—高碳高铬钢—高速钢—钢结硬质合金—硬质合金。 此外还必须考虑工件的厚度、形状、尺寸大小、精度要求等因素对模具材料选择的影响。 1.传统模具用钢长期以来，国内薄板冲裁模用钢为T10A、CrWMn、9Mn2V、Cr12和Cr12MoV等。 其中T10A为碳素工具钢，有一定强度和韧性。但耐磨性不高，淬火容易变形及开裂，淬透性差，只适用于工件形状简单、尺寸小、数量少的冲裁模具。 T10A碳素工具钢的热处理工艺为：760~810 ℃水或油淬，160~180 ℃回火，硬度59~62HRC。 CrWMn、9Mn2V是高碳低合金钢种，淬火操作简便，淬透性优于碳素工具钢，变形易控制。但耐磨性和韧性仍较低，应用于中等批量、工件形状较复杂的冲裁模具。CrWMn钢的热处理工艺为：淬火温度 820~840 ℃油冷，回火温度200 ℃，硬度60~62HRC。9Mn2V钢的热处理工艺为：淬火温度780~820 ℃油冷，回火温度150~200 ℃，空冷，硬度60~62HRC。注意回火温度在200~300 ℃范围有回火脆性和显著体积膨胀，应予避开。 Cr12和Cr12MoV为高碳高铬钢，耐磨性较高，淬火时变形很小，淬透性好，可用于大批量生产的模具，如硅钢片冲裁模。但该类钢种存在碳化物不均匀性，易产生碳化物偏析，冲裁时容易出现崩刃或断裂。其中，Cr12含碳量较高，碳化物分布不均比Cr12MoV严重，脆性更大一些。 Cr12型钢的热处理工艺选择取决于模具的使用要求，当模具要求比较小的变形和一定韧性时，可采用低温淬火、回火（Cr12为950~980 ℃淬火，150~200 ℃回火；Cr12MoV为1020~1050 ℃淬火，180~200 ℃回火）。若要提高模具的使用温度，改善其淬透性和红硬性，可采用高温淬火、回火（Cr12为1000~1100 ℃淬火，480~500 ℃回火；Cr12MoV为1110~1140 ℃淬火，500~520 ℃回火）。 高铬钢在275~375 ℃区域有回火脆性，应予避免。 2.常用模具新钢种 为了弥补传统模具钢种性能的不足，国内开发或引进了以下性能较好的冲压模具用钢： （1）Cr12Mo1V1（代号D2）钢为仿美国ASTM标准中的D2钢引进的钢种，属Cr12型钢。由于D2钢中Mo、V含量增加，细化了晶粒，改善了碳化物的分布状况，因此D2钢的强韧性（冲击韧度、抗弯强
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。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。 模具材料的选用，不仅关系到模具的使用寿命，而且也直接影响到模具的制造成本，因此是模具设计中的一项重要工作。在冲压过程中，模具承受冲击负荷且连续工作,使凸、凹模受到强大压力和剧烈磨擦，工作条件极其恶劣。因此选择模具材料应遵循如下原则： (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。 模具材料的种类很多，应用也极为广泛。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/T699—1999、GB/T1298—1986、 GB/T1299—2000、JB/T5826—1991、JB/T5825—1981、JB/T5827—1991等）。 常用模具钢的性能比较见表1.4.2
表1.4.3是常用冷作模具钢国内、外牌号对照 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，见表1.4.6
冲压模具简介与材料(doc 16页)
冲压模具简介与材料(doc 16页)
?? 冲压模具系列 冲压模具，是在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压，是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。 目录 简述 分类 根据工艺性质分类 根据工序组合程度分类 依产品的加工方法分类 模具典型结构组成 第一类 第二类
模具先进制造工艺及设备 高速铣削加工 电火花铣削加工 慢走丝线切割技术 磨削及抛光加工技术 数控测量 模内攻牙技术 模具新材料及热、表处理 冲压模具材料 热处理、表处理新工艺 冲压模具材料的选用原则 生产批量 被冲压材料的，性能、模具零件的使用条件材料性能 降低生产成本 开发专用模具钢 考虑我国模具的生产和使用情况 模具CAD/CAM技术 冲压模具行业发展现状及技术趋势 现状PDX软件界面 未来冲压模具制造技术发展趋势 我国涌现大批冲压模具龙头企业
生产批量 被冲压材料的，性能、模具零件的使用条件 材料性能 降低生产成本 开发专用模具钢 考虑我国模具的生产和使用情况 模具CAD/CAM技术 冲压模具行业发展现状及技术趋势 现状PDX软件界面 未来冲压模具制造技术发展趋势 我国涌现大批冲压模具龙头企业 冲压模具结构对安全的影响 模具的主要零件、作用及安全要求 模具设计的安全要点 展开 苏州LED灯研磨 编辑本段简述 冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以
及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 编辑本段分类 冲压模具的形式很多，冲模也依工作性质,模具构造,模具材料三方面来分类。 根据工艺性质分类 a.冲裁模沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。 b.弯曲模使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。 c.拉深模是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。 d.成形模是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。 根据工序组合程度分类
选择模具材料遵循哪些原则
选择模具材料遵循哪些原则 选择模具材料遵循哪些原则，让大家在工作中能更好的了解模具材料，做出的模具零件也更好，选择好的模具材料不仅寿命长而且加工效率也很高,今天我们就一起跟宜泽小陆来看看选择模具材料遵循哪些原则吧： 告诉大家，模具材料的选用，不仅关系到模具的使用寿命，而且也直接影响到模具的制造成本，因此是模具设计中的一项重要工作，选择好的模具材料也能快速提高模具工艺技术。在冲压过程中，模具承受冲击负荷且连续工作,使凸、凹模受到强大压力和剧烈磨擦，工作条件极其恶劣。因此选择模具材料应遵循如下原则： 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； 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； ③满足经济性要求，在模具制造中，通常按照零件结构和加工工艺过程的相似性，可将各种模具零件大致分为工作型面零件、板类零件、轴类零件、套类零件等。其加工方法主要有机械加工、特种加工二大类，机械加工方法主要包括各类金属切削机床的切削加工，采用普通及数控切削机床进行车、铣、刨、镗、钻、磨加工可以完成大部分模具零件加工，再配以钳工操作，可实现整套模具的制造。机械加工方法是模具零件的主要加工方法，即使是模具的工作零件采用特种加工方法加工，也需要用机械加工的方法进行预加工。 ④随着模具质量要求的不断提高，高强度、高硬度、高韧性等特殊性能的模具材料不断出现和复杂型面、型孔的不断增多，传统的机械加工方法已难以满足模具加工的要求。因
而，直接利用电能、热能、光能、化学能、电化学能、声能等特种加工的工艺方法相继得到了很快的发展，目前以电加工为主的特种加工方法在现代模具制造中已得到了广泛应用，它是对机械加工方法的重要补充。
冲压模具实例
冲压模具实例 例8.2.1冲裁模设计与制造实例 工件名称：手柄 工件简图：如图8.2.1所示。 生产批量：中批量 材料：Q235-A钢 材料厚度：1.2mm 1．冲压件工艺性分析 此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为Q235-A钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个φ8mm的孔和5个φ5mm 的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为3．5mm （大端4个φ5mm的孔与φ8mm孔、φ5mm的孔与R16mm外圆之间的壁厚）。工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。 2．冲压工艺方案的确定 该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：
方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。 方案二：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。 方案三：冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但工件最小壁厚3．5mm接近凸凹模许用最小壁厚3．2mm，模具强度较差，制造难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。 3．主要设计计算 （1）排样方式的确定及其计算 设计级进模，首先要设计条料排样图。手柄的形状具有一头大一头小的特点，直排时材料利用率低，应采用直对排，如图8.2.2所示的排样方法，设计成隔位冲压，可显著地减少废料。隔位冲压就是将第一遍冲压以后的条料水平方向旋转180°，再冲第二遍，在第一次冲裁的间隔中冲裁出第二部分工件。搭边值取2．5mm和3．5mm，条料宽度为135mm，步距离为53 mm，一个步距的材料利用率为78%（计算见表8.2.1）。查板材标准，宜选950mm×1500mm的钢板，每张钢板可剪裁为7张条