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。
常用冲压材料介绍
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3.7、SPCE——表示深冲用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08AL（5213）深冲钢。 需保证非时效性时，在牌号末尾加N为SPCEN。
冷轧碳素钢薄板及钢带调质代号：退火状态为A，标准调质为S，1/8硬为8，1/4硬为4， 1/2硬为2，硬为1。
表面加工代号：无光泽精轧为D，光亮精轧为B。如SPCC-SD表示标准调质、无光泽精 轧的一般用冷轧碳素薄板。再如SPCCT-SB表示标准调质、光亮加工，要求保证机械性能的 冷轧碳素薄板。
A1100-H14 A1050-H14
铝
A1050P-H14 A5005-H34
50 23.7 27.9 45.3
42 58 12.8 11.9 12.3 16
33
66
5.8
24
10.4
37
49.6
－
25
60
49
84
11.7
91
11
92
11.5
93
14.6
91
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延伸率
(%)
27 以上 30 以上 31 以上
3.3﹑SPHD——表示冲压用热轧钢板及钢带。
3.4、SPHE——表示深冲用热轧钢板及钢带。
3.5、SPCC——表示一般用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国Q195-215A牌号。其中 第三个字母C为冷Cold的缩写。需保证抗拉试验时，在牌号末尾加T为SPCCT。
3.6、SPCD——表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08AL（13237）优质碳 素结构钢。
④﹑塑性应变比（r）
它是表示板材各向异性性能的参数。由于板材在制造过程中要经历轧制与退火等工艺，结果使 板材形成结晶方位趋于一致的织构组织，在宏观上表现为各向异性，即在不同的方向上板材的性能 有一定的差异。在生产中用r值来表示板材的各向异性，其值等于对数应变表示的宽度应变b与厚度 方向应变t之比，即: r=b/t=ln(b/b0)/ln(t/t0)
冲压模具顶杆材质及硬度_概述及解释说明
冲压模具顶杆材质及硬度概述及解释说明1. 引言1.1 概述冲压模具是制造金属零件的重要工具，其中顶杆是模具传递压力和承受力的关键组成部分。
顶杆的材质及硬度选择直接影响着冲压过程中模具的寿命、产品质量以及生产效率。
本文旨在对冲压模具顶杆的材质选择和硬度评估进行概述和解释说明，为相关领域的研究人员和从业人员提供参考。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分来探讨冲压模具顶杆材质及硬度问题。
首先介绍引言部分，然后进入第二部分，概述冲压模具顶杆的作用和重要性，并阐述影响其材质选择和硬度评估的因素。
第三部分将详细解释常见的冲压模具顶杆材质种类及特性，并提供不同材质间的比较与选择建议。
第四部分将探讨顶杆硬度评价方法和标准，并深入分析调整顶杆硬度对提高模具寿命和产品质量所产生的影响。
最后，作者将在结论部分对冲压模具顶杆的材质及硬度问题进行总结和归纳，并展望其未来发展趋势。
1.3 目的本文的目的是系统地概述冲压模具顶杆的材质选择和硬度评估，并通过解释说明帮助读者更好地理解这一主题。
通过本文的阅读，读者将能够了解顶杆在冲压过程中的作用和重要性，了解不同材质对冲压模具顶杆性能的影响，并了解如何评估和调整顶杆的硬度以提高模具寿命和产品质量。
此外，本文还将为读者提供有关未来发展趋势的展望，以便他们能够跟上相关领域的最新技术进展。
2. 冲压模具顶杆材质及硬度概述:2.1 冲压模具顶杆作用和重要性:冲压模具顶杆是在冲压过程中起到定位和支撑作用的组件。
它通过与底板接触实现上下运动，并确保模具在操作过程中的稳定性和精准度。
冲压模具顶杆对于产品的加工精度、表面质量以及生产效率等方面都有着重要的影响。
2.2 材质选择因素和考虑因素:在选择冲压模具顶杆的材质时，需要考虑以下因素：首先，强度和刚度：冲压过程中，顶杆需要承受一定的载荷并保持较高的刚度，因此所选材料必须具有足够的强度和刚度来抵抗变形和破坏。
其次，耐磨性：由于当产品进行大批量生产时，顶杆会频繁地与底板接触并经受极高的摩擦力，所以必须选择耐磨性好、耐久性强的材料。
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
24种常用机械模具材质的特性及用途
24种常用机械模具材质的特性及用途1、45——优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢主要特征：最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。
小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。
应用举例：主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。
轴、齿轮、齿条、蜗杆等。
焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火。
2、Q235A（A3钢）——最常用的碳素结构钢主要特征：具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性能。
应用举例：广泛用于一般要求的零件和焊接结构。
如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。
3、40Cr——使用最广泛的钢种之一，属合金结构钢主要特征：经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊前应预热到100～150℃，一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。
应用举例：调质处理后用于制造中速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等，调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等，经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等，经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮等。
4、HT150——灰铸铁应用举例：齿轮箱体，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等。
5、35——各种标准件、紧固件的常用材料主要特征：强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。
冷态下可局部镦粗和拉丝。
淬透性低，正火或调质后使用应用举例：适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件：如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固件。
冲压材料性能要求
结果使板材形成结晶方位趋于一致的结构组织， 在宏观上表现为各向异性，即在不同的方向上板 材的性能有一定的差异。 r值越大，拉伸性能越好。其值等于应变宽度与应 变厚度之比。
对冲压材料的要求还有：
①厚度精确、均匀。冲压用模具精密、间隙小， 板料厚度过大会增加变形力，并造成卡料，甚至 将凹模胀裂；板料过薄会影响成品质量，在拉深 时甚至出现拉裂。
一般以含碳量≤0.25%及抗拉强度小于 650N/mm2的材料为主。
冲压对金属材料的冲压性能要求：
（1）具有良好的机械性能及较大的变形抗力 金属材料的机械性能是指抗拉强度、屈服强
度、延伸率、硬度、塑性、应变比等。 （2）具有理想的金相组织结构
金相组织是材料的微观质量特征。它的主要 标志是：渗碳体或碳化物的球化程度。
（3）冷挤压模材料的要求 要求模具工作零件具有高的强度和硬度、
高的耐磨性，为避免冲击折断，还要求具 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。
（二）冲压模具材料的种类及特性
1、碳素工具钢 2、低合金工具钢 3、高碳高铬工具钢 4、高碳中铬工具钢 5、高速钢 6、基体钢 7、硬质合金和钢结硬质合金
还有铝及铝合金，常用的牌号有L2、L3、 LF21、LY12等，有较好塑性，变形抗力小 且轻。
材料名称
牌号
材料状态
电工用纯铁 DT1、DT2、
C<0.025
DT3
Q195
普通碳素钢 Q235
Q275
已退火 未退火
08优质碳素结来自10已退火构钢
20
45
65Mn
已退火
不锈钢
1Cr13
已退火
模具钢材种类
模具钢材种类模具钢材是一种用于制造模具的特殊材料。
模具在工业生产中扮演着重要的角色，它们用于生产各种产品的成型、冲压、注塑等工艺过程。
不同的模具需要使用不同种类的模具钢材来满足特定的要求。
下面将介绍几种常见的模具钢材种类。
1. 压铸模具钢：压铸模具用于铸造各种铝合金、锌合金等材料的零件，以及塑料注塑成型。
这种模具需要具备耐磨、耐腐蚀和高温强度的特性。
常见的压铸模具钢材有H13、H11、P20等。
2. 塑料模具钢：塑料模具用于注塑成型，因此需要耐磨、耐腐蚀和优异的切削性能。
常见的塑料模具钢材有P20、718等。
3. 冲压模具钢：冲压模具用于冲压成型，因此需要具备较高的强度和硬度，以及耐磨、耐冲击的特性。
常见的冲压模具钢材有SKD11、SKH51、Cr12MoV等。
4. 塑胶模具钢：塑胶模具用于注塑成型，对材料的耐磨和切削性能要求较高。
常见的塑胶模具钢材有NAK80、P21等。
5. 热压模具钢：热压模具用于制造钢材、铝材等的热压成型。
这种模具需要具备耐高温和耐磨的特性。
常见的热压模具钢材有H13、H11等。
6. 硅胶模具钢：硅胶模具用于制造各种硅胶制品，如硅胶手套、硅胶密封圈等。
这种模具需要具备耐高温、耐磨和耐腐蚀的特性。
常见的硅胶模具钢材有S136、SUS420等。
7. 铝合金模具钢：铝合金模具用于铸造铝合金制品，需要具备良好的耐磨和抗拉伸性能。
常见的铝合金模具钢材有7075、6061等。
8. 不锈钢模具钢：不锈钢模具用于制造具有耐腐蚀性能的产品，常见的不锈钢模具钢材有SUS420、SUS304等。
以上是几种常见的模具钢材种类，不同的模具钢材适用于不同的模具制造需求。
选择合适的模具钢材可以提高模具的使用寿命和生产效率。
在模具制造过程中，还需要注意材料的加工工艺和热处理等环节，以确保模具的质量和性能。
模具钢材的研发和应用对于促进工业制造的发展具有重要意义。
冲压模具材料的分类及选用
冲压模具材料的分类及选用张田荣【摘要】模具材料的性能和热处理工艺对模具寿命有着决定性的影响.本文具体分析了模具材料的性能、种类及特性,介绍了模具选材的具体原则.%The properties of die material and the heat treatment process have a decisive influence on the die life.The properties,types and characteristics of the die material have been analyzed in the text.The specific principles of selection for die material have been introduced.【期刊名称】《锻压装备与制造技术》【年(卷),期】2018(053)001【总页数】3页(P98-100)【关键词】冲压模具钢;性能分析;选材【作者】张田荣【作者单位】甘肃机电职业技术学院,甘肃天水741001【正文语种】中文【中图分类】TG385.2模具材料是模具制造业的基础，它的研究开发带动工业产品向高级化、个体化、高附加值化的方向发展。
在冲压模具失效的诸多因素中，材料已成为影响其寿命的最主要因素。
因此，在设计模具时，恰当选择模具材料，是保证模具生产既经济合理又安全可靠的关键因素。
1 冲压模具材料的性能要求1.1 对模具材料的使用性能要求（1）强度和硬度。
强度是指材料承受载荷后抵抗发生断裂或超过容许限度的残余变形的能力，是衡量材料本身承载能力、抵抗失效能力的重要指标，可通过热处理方法提高模具钢的强度。
材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度，主要包括划痕硬度，压入硬度和回跳硬度。
通常，对于小型简单产品的模芯硬度控制在HRC50～52，对于大型模具或复杂模具，模芯的硬度控制在HRC46～48。
（2）耐磨性和抗粘咬性。
冷冲压模具材料的化学成份及机械性能
冷冲压模具材料的化学成分及机械性能模具焊接用焊条情况焊条各种模具使用TIG焊丝铸铁用焊条铸铁型面用及堆焊焊条DMA-100 铸铁修补接合使用铜合金硬面堆焊焊条2模具在汽车、运输、机械、电器产品、家庭用品、办公用品、光学器材、玩具、建材、航空等几乎所有行业中都有应用，做为产品大量生产的母体手段，日益发挥着重要作用，为保证工厂的生产效率和产品质量方面的要求，对各种模具在经久耐用、生产精度上的要求更加严格。
但是由于磨损、尺寸变更、加工错误、缺损等原因，而在模具生产上产生的高成本，往往令企业难以接受。
而采用焊接修补方式可以使成本大大降低，同时又不影响生产。
即使是造价便宜的模具，采用修补方式，也会将原来的使用寿命提高1—2倍。
而模具修补往往需要高级技术、高档材料且工艺复杂，不是一般企业都能够掌握的。
本公司已多年修补模具的经验为后盾，可根据客户的要求、母材材质、使用条件及形状等复杂条件，为客户选用经济实用、材质匹配的模具专用焊接材料，并长期提供技术支持，我们的焊接材料适用于冲压模、拔丝模、连铸模、塑胶模、锻造模等冷热作模具刃口工具等。
冷作冲压模具使用焊接材料应用规范及注意事项专用焊条冲压模具母材，由于现在的主流为合金工具钢或铸铁，施焊相对于碳钢来讲，非常的困难，会出现各种问题。
合金工具钢含碳量和其它元素较多，为较易淬火材料，焊接时多发生裂纹。
这是模具钢本身所要求的材料特性所决定的。
另一方面，铸铁自身的延伸率较差，焊接时热输入容易引淬硬和开裂，同时易产生气孔，为较难焊接材料。
鉴于上述原因，模具钢的焊接非常困难，我们应该注意如下事项：1．1．为防止开裂，应依据模具钢母材或焊接材料，进行预热并控制层间温度。
必要时进行后热并缓冷。
2．2．预热尽可能将温度控制在均一的水平，只能进行局部预热的情况下，在焊接部周围50mm的范围内均一加热；加热时使用长而弱的火焰，在大面积范围内缓慢地加热到100℃左右。
3．3．为了防止气孔的发生，要完全清除焊接部的锈迹、油污，使用焊条要烘干。
冲压模具材料的分类及强化处理技术
热处理 工艺进 行合 理选择 ，以保证模 具质 量 。某 工 厂在选 择模 具材料 过程 中 ，出于经济 角度和 热处 理 简便 的考 虑 ，最 终 选 择Ｔ Ｏ 钢 ，在 实 际应 用 过 程 １Ａ
冲压 模具 有很 多类 型 ，不 同的冲压 模具对 材 料
性 能 的要求也 不 同。因此 ，在选 用模 具材料 时 ，应 该 以模 具工作 条件 和使用 寿命 为依据对 模 具材料 和
涂 覆一层 新材 料 的技 术 ， 以达 到提 高模 具表面 性 能
的效果 ，其 中化学表 面涂 覆技 术主要 包 括化学 镀 、 离 子注 入 、化 学气 相沉积 等 。
批量生产用 模具上应用 。
１２ 模具 材 料 性 能 ．
常见冲 压模 具材 料主 要包 括碳 素工 具钢 、低合 金工 具钢 、高碳 高铬 工具钢 、高速 钢 、基体钢 、硬
质合 金和钢 结 硬质合 金等 。其 中，碳素 工具钢 价格
在模 具材料 的选用过程中，必须充分 了解材料 的 使用性能和工 艺性 能。模具使用性能主要包括 强度 、 硬度 、韧性、耐 磨性 、抗疲劳性等 。强度是材料抵抗 变形能力和断裂 能力 的指标 ；硬度的高低将 直接影 响
铬 工 具 钢 不 仅 具有 高硬 度 、高 强 度 、 高 耐磨 性 优 势 ，还具 有较好 的淬透 性 、淬硬 性 、高稳定 性等优
理性 能等 。锻造 性能 是指材 料经 受锻压 时 的工艺性 能；热处理工艺对模具质量有很大影响，在 实际应用
２ １ ６ Ｉ， ０ ２０ 盔中固高新技术 企址 ９】
材料在较 强的冲击载荷 的作用下 ，抵 抗脆性 断裂 的能 力，也是模具钢 尤其是冲压用冷作模具钢的重要性 能
冲压模具设计培训资料
7.. 沖切
• 7.1. 沖切加工面特性
• 就加工材料板厚斷面而言 ，沖切加工面可分如圖所示之不同區域。 • 模 輥：沖切工件承受外力所造的塑性變形區域 • 剪斷面： 沖切工件承受外力低於其抗拉強度所形成的剪斷現象 • 破斷面： 沖切工件承受外力超過其抗拉強度所形成的破斷現象
7.2 沖切性質與模具間隙
• 2.切刃部形狀斷面有足夠的強度時,可將切刃部中間部 及柄部制成相同形狀,此為平直沖頭
• 3.設計沖頭時應考此能承受加工力, 以不造成座屈為原 則.
• 4.決定沖頭切刃部長度之要因是切刃部斷面的大小,標 准上沖頭切刃部長度約其斷面大小之10倍.
• 5.計算沖頭的座屈強度,一般皆采用歐拉公式,此公式求 得的值為靜荷重狀態下之值.
體潤滑材
•安裝較困難
5.3 導料針
•
導料銷之主要功能是矯正被加工材料之送
料方向位置 ， 以彌補送料裝置（feeder)之精度限
制。
• 導料銷的形式：
•
炮彈形（較常使用 ，市售標準件以此種形式
居多。 炮彈形部分之R角標準為R10,較小直經之R角為直
經的2 ~3倍。）
圓錐形
導料銷前端直線部突出剝板面距離有所限制 ，
• 不銹鋼具有下列特性：
• （1）硬度及抗拉強度高於軟鋼板之2倍
• （2）熱傳導性不佳 ，熱膨脹系數大
• （3）深引伸加工會產生時效割裂
• （4）表面容易被模具刮傷.
1.3 電磁鋼板(錫鋼板)
• 最主要特性是具有磁氣,依其磁氣之性質, 分類有方向性電磁鋼板與無方向性電磁 鋼板.
• 特征 :
•
a.磁束密度及透磁率
精密 2—5 4—8 4—6 3—6 1—3 1—4 2—5 2—5 1—3 2—5 2--5
冲压模具材料选用
冲压模具材料选用常见的冲压模具材料主要有以下几种类型：1.工具钢工具钢是冲压模具材料中使用最广泛的一种，具有良好的耐磨性、切削性、强度和韧性。
根据具体工作情况和要求，可以选择不同种类的工具钢，如高速钢、碳钢和合金工具钢等。
其中高速钢具有较高的硬度和耐磨性，适合处理硬质工件，而碳钢则适用于制作对切削力和冲击力要求不高的模具。
2.高硬度合金钢高硬度合金钢具有更高的硬度和耐磨性，能够在较高温度下保持稳定的硬度，适用于制作对表面质量和精度要求较高的冲压模具。
在高硬度合金钢中，常用的材料有高速钢（例如W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2）、渗碳钢（例如Cr12MoV、Cr12Mo1V1和Cr12）等。
3.硬质合金硬质合金也是一种常用的冲压模具材料，具有非常高的硬度、抗腐蚀性和耐磨性。
由于硬质合金的硬度极高，不易加工，通常需要通过压制、粉末冶金、喷涂等方法制成模具。
硬质合金主要由钴、钨和碳等元素组成，适用于处理硬度较高的工件材料。
4.超硬材料超硬材料是指钻石和立方氮化硼（CBN）等具有极高硬度的材料，能够提供更长的寿命和更高的生产效率。
由于超硬材料价格昂贵，一般适用于高品质、大批量生产的冲压工艺中。
在选用冲压模具材料时，需要综合考虑以下几个方面的因素：1.工作环境根据冲压件的工作环境和使用条件来选择材料，比如材料的耐腐蚀性、耐高温性等要求。
2.工件材料冲压模具的材料选择需要考虑工件的材料，以保证模具具有足够的硬度和耐磨性。
比如对于硬度较高的工件材料，需要选择具有较高硬度和耐磨性的模具材料。
3.模具寿命和性价比根据模具的使用频率和成本等因素考虑模具的寿命和性价比，选择适合的材料。
对于需要大批量生产的工件，选择耐磨性和耐久性较好的材料可以延长模具的使用寿命。
4.加工难度和成本考虑模具的加工难度和成本，选择加工方便且经济的材料，从而降低模具的制造成本。
综上所述，冲压模具材料的选用应综合考虑工件材料、工作环境、成本和加工难度等因素，确保模具具有足够的强度、韧性和耐磨性，并能满足冲压过程中的要求。
冲压模具常用材料表
冲压模具常用材料表冲压模具是在金属冲压加工中广泛使用的一种工具，它能够将金属板材或其他材料加工成所需形状。
冲压模具的质量和性能直接影响到产品的质量和生产效率。
为了满足不同的加工需求，冲压模具需要使用不同种类的材料制作而成。
常用材料1. 高速钢（High-Speed Steel, HSS）高速钢是一种常用于制造冲压模具的优质材料。
它具有良好的硬度、磨损性能和耐热性，适合用于加工高硬度、高强度的金属材料。
由于高速钢价格相对较低，因此在大多数情况下都是首选材料。
2. 合金工具钢（Alloy Tool Steel）合金工具钢是一种强度较高、耐磨性好的材料，适用于制造需要承受较大冲击力和磨损力的模具。
合金工具钢通常包含多种元素，如铬、钼、锰等，以提高其硬度和韧性。
3. 硬质合金（Hard Alloy）硬质合金是一种非常坚硬的材料，由钨钴合金和碳化物组成。
它具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和高温强度，适用于制造高负荷和高精度的冲压模具。
4. 耐热合金（Heat-Resistant Alloy）耐热合金是一种能够在高温环境下保持其物理和机械性能的材料。
它通常由镍、铬、钼等元素组成，具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性。
耐热合金适用于制造需要在高温条件下工作的冲压模具。
5. 工程塑料（Engineering Plastics）工程塑料是一种具有良好机械强度、刚性和耐磨性的材料。
它通常用于制造非金属冲压模具，如塑料模具或复合材料模具。
工程塑料还可以根据需要进行改性，以提供更好的特性。
材料选择原则在选择冲压模具材料时，需要考虑以下几个因素：1. 加工材料不同的加工材料对模具的要求不同。
一般来说，加工硬度较高的材料时，需要使用硬度更高的材料制作模具，以保证其耐磨性和寿命。
2. 加工精度如果需要加工高精度的产品，模具材料的稳定性和刚性就非常重要。
选择具有良好刚性和热稳定性的材料可以确保加工过程中不会产生变形或变色。
3. 加工温度如果冲压过程中需要使用高温，就需要选择耐热合金或其他耐高温材料制作模具，以避免因高温导致模具失效。
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是一种用于加工金属片材的工具，广泛应用于汽车、家电、机械等制造工业中。
冲压模具的耐磨性、热稳定性和抗冲击性等性能决定了冲压件的质量和寿命。
因此，冲压模具的材料选择非常重要。
本文将探讨冲压模具材料的要求及选用。
首先，冲压模具材料的要求包括耐磨性、热稳定性、强度和硬度等。
1.耐磨性：冲压模具在工作中会受到金属片材的磨损和摩擦，因此耐磨性是模具材料的重要性能指标。
良好的耐磨性能能够延长模具的使用寿命，提高生产效率。
2.热稳定性：冲压模具在工作过程中会受到高温的影响，因此材料需要具有良好的热稳定性。
热稳定性能决定了模具的热膨胀系数和热导率，直接影响模具的加工精度和表面质量。
3.强度：冲压模具在工作中承受着很大的载荷和压力，因此材料需要具有很高的强度。
高强度材料能够承受更大的载荷，同时减少了模具的变形和破裂风险。
4.硬度：冲压模具需要具有足够的硬度来保证零件的精度和表面质量。
高硬度材料能够抵抗划伤和磨损，提高模具的耐用性。
其次，冲压模具常用的材料包括工具钢、硬质合金和工程塑料等。
1.工具钢：工具钢是常用的冲压模具材料，它具有良好的耐磨性、热稳定性和强度。
常见的工具钢包括碳钢、合金工具钢和高速工具钢等。
根据具体的使用要求，可以选择不同硬度和淬火硬化工艺的工具钢。
2.硬质合金：硬质合金具有极高的硬度和良好的抗磨性能，常用于制作复杂形状的冲压模具。
硬质合金的主要成分是钨、钴、钢、碳等。
由于硬质合金比较脆，一般需要与其他材料进行组合使用，以提高整体的韧性。
3.工程塑料：一些冲压模具也可以采用工程塑料制作，特别是在一些对金属零件精度要求不高的场合。
工程塑料具有良好的耐蚀性和耐磨性，同时重量轻、成本相对较低。
常见的工程塑料材料有尼龙、聚苯乙烯和聚丙烯等。
最后，冲压模具材料的选用应根据具体的应用要求、工作环境和经济性等因素综合考虑。
同时，还应对模具的设计和制造工艺进行综合考虑，以保证冲压模具的质量和寿命。
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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（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。
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—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 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 ℃），具有良好的淬透性和淬硬性（可达 60 HRC 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。
4、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。