冲压模具材料选用
冲压模具用什么材料
冲压模具用什么材料冲压模具是冲压工艺中不可或缺的重要工具，它直接影响着产品的质量和生产效率。
而冲压模具的材料选择更是至关重要，因为不同的材料具有不同的特性和适用范围。
那么，冲压模具用什么材料呢？接下来，我们将从材料的特性、应用范围和性能要求等方面来进行详细介绍。
首先，冲压模具的材料需要具备一定的硬度和强度。
因为在冲压加工过程中，模具需要承受较大的压力和冲击力，如果材料硬度不够，很容易发生变形或者损坏。
因此，常见的冲压模具材料包括工具钢、合金钢、硬质合金等。
这些材料都具有较高的硬度和强度，能够满足冲压加工的要求。
其次，冲压模具的材料还需要具备良好的耐磨性和热稳定性。
在冲压加工过程中，模具往往需要长时间接触金属材料，如果材料的耐磨性不好，很容易导致模具磨损严重，影响产品质量和加工精度。
同时，由于冲压加工会产生大量的热量，模具材料还需要具备良好的热稳定性，以防止在高温条件下发生变形或者软化。
因此，工具钢、硬质合金等材料常常被选用作为冲压模具的材料。
此外，冲压模具的材料还需要具备一定的韧性和塑性。
在冲压加工过程中，模具需要不断地受到冲击和挤压，如果材料的韧性和塑性不够，很容易导致模具断裂或者产生裂纹。
因此，合金钢等具有良好韧性和塑性的材料也常常被选用作为冲压模具的材料。
综上所述，冲压模具的材料选择需要综合考虑其硬度、强度、耐磨性、热稳定性、韧性和塑性等多方面的要求。
不同的冲压工艺和产品要求对模具材料的性能也有不同的要求，因此在选择冲压模具材料时，需要根据具体的加工工艺和产品要求来进行合理的选择。
只有选择合适的材料，才能保证冲压模具具有良好的耐用性和加工性能，从而保证产品质量和生产效率。
冲压模具材料的种类及特性
冲压模具材料的种类及特性
冲压模具是制作金属零部件的重要工具之一，它承受着巨大的压力和冲击力。
因此，选择合适的材料来制造冲压模具对于保证其使用寿命和使用效果至关重要。
1.工具钢
工具钢（Tool Steel）是一种常用的冲压模具材料，其特点是具有较高的硬度、韧性和耐磨性。
常见的工具钢有Cr12MoV、Cr12、CrWMn等，它们具有良好的切削性能和耐磨性，适用于制作剪切模和冲裁模。
2.高速钢
高速钢（High Speed Steel）属于具有高硬度和高耐磨性的合金钢，适用于制作冲压模具中的剪切刃。
高速钢具有优良的热硬性，能够在高温下保持较高的硬度，因此适用于制作高速剪切模。
3.硬质合金
硬质合金（Cemented Carbide）是一种由碳化物和金属粉末烧结而成的材料，常用的成分为钨碳化物（WC）和钼碳化物（Mo2C）。
硬质合金具有极高的硬度、耐磨性和抗腐蚀性，适用于制作冲击和压力较大的模具，如冲头和冲模。
4.粉末冶金材料
粉末冶金材料（Powder Metallurgy Material）是由金属粉末冶炼和压制制造而成的材料，具有较高的硬度、韧性和耐磨性。
由于制造的过程可以控制材料的孔隙率和颗粒大小，粉末冶金材料能够在模具中形成复杂的形状和结构，适用于制作复杂的冲压模具。
5.硬质合成材料
不同的冲压模具材料各有特点和适用范围。
在选择材料时，需要根据冲压件的形状、尺寸和使用环境等因素综合考虑。
同时，还需要结合实际工艺要求和经济效益进行综合评估，选择最合适的材料来制造冲压模具。
冲压模具设计面试题
冲压模具设计面试题一、引言冲压模具设计是制造业中非常重要的工作岗位，决定了冲压工艺的顺利进行和产品质量的稳定性。
本文将围绕冲压模具设计展开讨论，介绍冲压模具设计面试题，帮助应聘者更好地准备面试。
二、材料选用1. 冲击载荷较大的工件应选用什么材料？对于冲击载荷较大的工件，应选用高强度材料。
常见的选材包括工具钢、合金钢等，因其具有较高的硬度和韧性，能够承受冲击负荷，延长模具的使用寿命。
2. 冲压不锈钢材料时，应如何选择模具材料？冲压不锈钢材料时，应选用耐磨性好、热硬性佳的模具材料。
常见的模具材料有硬质合金、精细晶粒硬质合金等，可有效抵抗不锈钢的磨损和应变。
三、结构设计1. 冲压模具的基本结构有哪些要素？冲压模具的基本结构包括模具座、上模、下模、导向装置、顶杆和顶针等要素。
其中，模具座用于安装上下模和配合导向装置，上模和下模是冲压工件的外形成形部分，导向装置用于保证模具的准确导向，顶杆和顶针用于控制冲压动作。
2. 如何设计模具的导向装置？设计模具的导向装置时，应考虑工件的形状和尺寸，选择合适的导向方式。
常见的导向方式有滑动导向、滚动导向和挤压导向等。
导向装置应具备良好的刚性和耐磨性，确保模具的准确导向。
四、加工工艺1. 冲压过程中，如何控制冲压速度？控制冲压速度可以通过选用合适的液压油缸和调整油液流量来实现。
应根据工件的材料性质和成形要求，选择合适的液压缸和控制系统，并通过调整油液流量来控制冲压速度，确保成形质量。
2. 如何避免冲压过程中产生的裂纹？避免冲压过程中产生裂纹可以从材料的选用和成形工艺两个方面考虑。
首先，应选用具有良好韧性和延展性的材料，减少裂纹的产生。
其次，在成形工艺中，要合理控制冲压速度和冲击力，避免冲压过程中材料的过度拉伸和应变。
五、模具维护1. 冲压模具在使用中需要注意哪些维护事项？冲压模具在使用中需要定期进行维护，保持其正常运行。
具体维护事项包括润滑模具表面、清除模具上的油污和杂质、检查模具螺纹和配合表面的磨损情况、定期检查模具的紧固件等。
冲压常用设计资料模具材料及热处理
冲压常用设计资料模具材料及热处理模具材质及热处理（也称热加工）是冲压模具设计和制造中的关键因素。
比如，冲压模具由于高强度，耐磨，易加工等优点而被广泛应用于冲压行业中。
1.钢材热处理：
a)热处理的主要目的是改变材料的机械性能和热外形，以满足特定工艺要求。
b)热处理可以改变冲压模具中的残余应力，改善其强度、韧性、耐磨性、耐冲击性、可塑性等特性。
c)常见的热处理方法有淬火、回火、正火、变形等，用于增强材料的硬度和耐磨性。
2.模具用钢材：
a)模具钢主要有H13、SKD61、SKD11、D2、4Cr5MoSiV1等。
其特性都是高强度、高硬度、耐磨、耐热等。
b)H13铸钢集成度高，硬度和耐磨性高，机械性能优异，耐温高，可以达到1300℃，因此是常用的模具钢材料；
c)SKD61是常用的模具钢材，具有高硬度、高强度、高热稳定性、耐热强度高等特点，适用于精密模具制造；
d)SKD11是碳钢模具材料，具有高硬度、高耐磨性、适应性好、可塑性和韧性高等特点，适用于制造大尺寸模具。
3.冷作工处理：
a)冷作工处理技术是指钢材的减薄精密加工，是冲压模具设计和制作中一种重要的加工方法。
将热加工工件冷加工，表面精度可提高，加工性能更好；
b)冷作处理工艺诸多。
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)、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。
冲压模具材质选择准则
冲压模具材质选择准则冲压模具是工业生产中常用的加工工具，选择合适的材质对于提高模具的使用寿命、减少生产成本具有重要意义。
本文将结合冲压模具的特点，从硬度、强度、韧性、耐磨性等方面介绍冲压模具材质选择的准则。
1.硬度：冲压模具需要具备较高的硬度，以保证在冲击力的作用下不易变形或损坏。
一般来说，模具硬度越高，使用寿命越长，但也会增加加工难度和成本。
常用的模具材料有高碳工具钢、合金工具钢、超硬合金等。
2.强度：冲压模具还需要具备较高的强度，在工作过程中能够承受较大的冲击力而不发生断裂或变形。
强度高的材料一般具有较好的韧性和抗拉强度，能够承受较大的载荷。
常用的高强度材料有合金工具钢、高速钢等。
3.韧性：冲压模具在工作过程中往往承受较大的应力和变形，因此需要具备较好的韧性。
韧性高的材料能够在受力时发生一定的塑性变形，而不易发生断裂。
常用的韧性较好的材料有合金工具钢、工具用高速钢等。
4.耐磨性：冲压模具在加工过程中往往与工件直接接触，因此需要具备较好的耐磨性。
耐磨性好的材料能够减少模具表面的磨损和摩擦，延长模具的使用寿命。
常用的耐磨材料有合金工具钢、高速钢、镀TiN等。
5.成本：模具材质的选择还需要考虑成本因素。
高性能材料一般都对成本要求较高，因此需要根据实际工况来选择合适的材料。
在一些对模具性能要求不高的场合，可以选择一些性能和成本兼具的材料。
需要注意的是，不同的冲压模具在工作条件、承载能力和要求等方面有所不同，因此在选择模具材质时，需要综合考虑以上因素，并根据实际情况进行合理的选择。
此外，冲压模具的制造工艺、热处理工艺等也对模具的质量有重要影响，应结合实际生产情况对加工和处理工艺进行合理设计。
最后，对于一些特殊要求的冲压模具，也可以考虑采用合金化技术、表面处理技术等进行改进，以提高模具的性能和使用寿命。
冲压模具常用材料种类及热处理
冲压模具常用材料种类及特性如何合理选取模具钢材?（1）模具的选材在设计模具时,合理选取材料是关系到模具寿命和成本的一项重要工作,模具的成形零件凸、凹模材料的选取尤应慎重,通常应考虑以下几点:①生产批量当冲压件的生产批量很大时,凸、凹模材料应选取质量高、耐磨性好的模具钢,对于模具的其他工艺零件的材料要求,也要相应地提高；在少量生产中,可采用成本低耐磨性较差的材料。
②被冲压材料性能、工序性质和凸、凹模工作条件当被冲材料较硬或变形抗力较大时,其凸、凹模应选取耐磨性好、强度高的材料；对于凸、凹模工作条件较差的冷挤模,应选取有足够硬度、强度、韧性、耐磨性等综合力学性能较好的模具钢,同时应具有一定的硬性和耐热、抗疲劳强度。
③加工规格一般来料都没有加工,这些材料叫坯料,但坯料加工首先要经过铣床、磨床来达到一定尺寸之后才能制造模具。
（2）模具寿命与模具材料的关系①模具凹模刃口高度的估算方法a) 规定模具寿命为2000000~3000000次时,刃口每次研磨量为ffice:smarttags" />0.2mm,每次研磨后的生产量为200000~300000次。
刃口直身高度为2.5~3mm。
b) 若要模具寿命为5000000次,则刃口高度应取4~5mm。
②模具寿命与模具材料的关系凸模凹模通常采用的材料为XW-10、XW-5、XW-41、XW-42、SKD11（Cr12MoV）、ASP23。
以上四种主要钢材特性见表注: 1.以上各种参数均以XW-41为标准的比较值。
2.当冲件材料为SECC、SPCC、SPTE、T3时，通常选凸凹模材料为XW-41。
3.当冲件材料为不锈钢时，通常选凸凹模材料为ASP23。
金属材料现场快速鉴别的方法有哪几种？(1) 火花鉴别火花鉴别是将钢铁材料轻轻压在砂轮上打磨,观察所迸射出的火花形状和颜色,以判断钢铁成分范围的方法、材料不同,其火花也不同。
①20钢流线多、带红色,火束长,芒线稍粗。
常用冲压模具钢材介绍-20171103
内容目录
一.常见模具材料及热处理 二.常见高速钢 三.常用热作模具材料化学成份
四.常用冷作模具材料加工特性
一.常见模具材料及热处理
冲压模具常用的模具材料如下﹕ 1.SS41(JIS) 2.SKD11(JIS) 3.YK30(SK3) 4.SKH-9(JIS) 5.PD20 6.DC53(JIS) 7.SKD61 8.A3钢 9.钨钢 10.45钢等 11.SKH51(JIS)
一.常见模具材料及热处理
钨钢 硬度很高,热处理后硬度可达HRC70, 耐磨耗,耐高温,但脆性很大,受力不均匀时易发生 崩裂,且不易进行切销加工, 材料成本和加工成本较高 元素含量: C 0.50~1.50﹪, AL 0.5~1. 0﹪, Cr 0.5~3.0﹪ 适用于受力很大的冲压模具零件(如冲色拉孔的入子) SKH51(高速钢) 1) JIS标准: SKH51, US标准: M2; 2) 常用在产量高,模具复杂的冲模上; 3) 高硬度:HRC61~63. 机械性能较好.如:良好的淬透性,高耐磨性,强韧性极佳,热处理 变形小
钢材
特性
SKD11﹑SLD﹑ DC11﹑D2﹑ Cr12Mo1V1
1.低温回火160~200℃二次 硬度 HRC60~63 ●高硬度、高耐磨性、高强度、 高韧性且变寸小。 具良好的淬透性, ●回火程度差，线切割、放电、 研磨及生产使用易开裂 高韧性,高耐磨性, 2.高温回火500~560℃二次 硬度 强韧性极佳,并具 HRC50~59。 ●回 有良好抗回火稳定 火程度佳，后工段加工不易 开裂。 性,热处理变形小。 ●500~520℃回火硬度 为 HRC58~59，较高硬度但韧性较 差。540~560℃回火硬度为 HRC50~55,硬度较低但韧性高
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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。
D2钢的锻造性能与热塑成形性比Cr12MoV钢略差,机械加工性能与热处理工艺与Cr12型钢相似。
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(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, 只就是耐磨性略低于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。
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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钢也就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。
要求热硬性与耐磨性较高时,采用高温淬火、高温回火工艺:淬火温度1020~1040 ℃,回火温度50 0~540 ℃,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 ℃),具有良好的淬透性与淬硬性(可达60 HRC以上),强度与韧性较高,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与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,就是较理想的耐磨、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,就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,可以考虑选用硬度与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与高速钢之间,能够机械加工与热处理,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。
仅供大家参考使用。