常用的冷冲压模具材料
冷冲模具的制造要求及制造过程
冷冲模具的制造要求及制造过程
冷冲模具是在冷冲压工艺中使用的一种模具。
制造冷冲模具的要求主要有材料选择、设计要求、加工工艺等方面。
下面将对冷冲模具的制造要求以及制造过程进行详细介绍。
冷冲模具的制造要求：
1. 材料选择：冷冲模具的材料应具有良好的耐磨性、硬度和强度，常用的材料有合金钢、工具钢等。
2. 设计要求：冷冲模具的设计应满足冷冲工艺的要求，并考虑到产品的形状、尺寸和加工过程中的力学特性。
3. 加工工艺：冷冲模具的加工工艺包括切削加工、热处理、装配等，其中切削加工是制造冷冲模具最主要的工艺。
冷冲模具的制造过程：
1. 材料准备：选择适合的材料，并进行材料切割和修整，将其制备成合适的模具组件。
2. 数控加工：利用数控机床对模具的基础部件进行切削加工，如铣削、钻孔等。
3. 热处理：经过加工的模具经过热处理，提高模具的硬度和耐磨性，常用的热处理方法有淬火、回火等。
4. 精密加工：进行模具形状的精密加工，如磨削、铣削等，以确保模具表面的光洁度和尺寸精度。
5. 组装和调试：将加工好的模具组件进行组装，进行调试，确保模具能够正常使用。
6. 试模和调整：对已经组装好的模具进行试模，通过对模具进行适当的调整，确保模具能够达到设计要求。
7. 整体检验：对已经调试好的模具进行整体检验，包括外观和功能等方面的检查。
8. 使用和维护：将制造好的冷冲模具投入使用，并进行定期的维护和保养，确保模具的正常使用寿命。
冷冲模具的制造要求主要包括材料选择、设计要求和加工工艺等方面，制造过程包括材料准备、数控加工、热处理、精密加工、组装和调试、试模和调整、整体检验以及使用和维护等环节。
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。
常用模具材料及热处理
常用模具材料及热处理常用的模具材料有许多种，每一种材料都具有独特的特点和适用范围。
而热处理则是在模具制造过程中必不可少的一步，可以提高材料的硬度、强度和耐磨性，从而提高模具的使用寿命。
以下是几种常用的模具材料和热处理方法。
一、常用的模具材料：1.铝合金：铝合金具有良好的导热性能和成型性能，重量轻，价格便宜。
适用于制造小型模具或高精度的塑料模具。
2.铝青铜：铝青铜具有良好的导热性能、耐磨性能和耐腐蚀性能，适用于制造高速冲压模和注塑模。
3.铜合金：铜合金具有良好的导热性能和热膨胀系数，适用于制造大型的冲压模和注塑模。
4.微晶玻璃钢：微晶玻璃钢具有高强度、耐磨性和抗腐蚀性能，适用于制造大型的冲压模和注塑模。
5.构造钢：构造钢具有高强度和耐磨性能，适用于制造大型的冲压模。
6.热作模具钢：热作模具钢具有优良的耐热性和抗热疲劳性能，适用于制造高温下工作的模具。
7.不锈钢：不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和高温强度，适用于制造化学模具和食品模具。
二、热处理方法：1.淬火：淬火是常用的热处理方法之一，通过迅速冷却材料，使其获得高硬度和高强度。
淬火温度和冷却介质根据材料的不同而不同。
2.回火：回火是淬火后的一个步骤，通过加热材料到一定温度并保持一段时间，降低材料的硬度和脆性，提高其抗冲击性和韧性。
3.淬火回火：将材料先进行淬火然后回火的组合处理，既能获得高硬度也能提高韧性。
4.预淬火：预淬火是在热处理之前先进行一次淬火，然后再进行其他热处理工艺，可以提高热处理的效果。
5.淬火再回火：在完全淬火和回火的基础上，再进行一次淬火和回火，以进一步提高材料的性能。
6.等温淬火：将材料加热到一个特定温度并保持一段时间，然后进行快速冷却，可以使材料获得均匀细小的组织和高硬度。
7.渗碳：通过在材料表面渗入一定的碳元素，提高材料的表面硬度和耐磨性。
总结：常用的模具材料有铝合金、铝青铜、铜合金、微晶玻璃钢、构造钢、热作模具钢和不锈钢等。
热处理方法包括淬火、回火、预淬火、淬火回火、等温淬火、淬火再回火和渗碳等。
冷作模具钢常用牌号【详解】
以下为冷作磨具钢常用牌号，随小编一起来了解一下吧。
扩展资料：冷作模具钢的成分特点如下：1.钢的含碳量含碳量是影响冷作模具钢性能的决定性因素。
一般，随着含碳量的增加，钢的硬度、强度和耐磨性提高，塑性、韧性变差。
对于高耐磨的冷作模具钢，碳的质量分数一般控制在0.7%~2.3%，以获得高碳马氏体，并形成一定量的碳化物；对于需要抗冲击的高强韧性冷作模具，其钢材的碳的质量分数一般控制在0.5%~0.7%，以保证模具获得足够的韧性。
2.合金化特点冷作模具钢的合金化主要特点是：加入强碳化物形成元素，获得足够数量的合金碳化物，并增加钢的淬透性和回火稳定性，以达到耐磨性和强韧性的要求。
所加入的主要元素及其作用简述如下：（1）锰锰会强烈地增加钢的淬透性，大幅度降低钢的Ms点，增加淬火后残留奥氏体量，这对防止工件变形、淬裂，稳定外形尺寸是有利的。
但降低钢的导热性，有较大的过热敏感性，并加剧第二类回火脆性。
所以，锰宜与钼、钒、铬、钨复合添加。
在抗冲击及高强韧性冷作模具钢中的用量受到限制。
（2）硅硅会增加钢的淬透性和回火稳定性，显著提高变形抗力及冲击疲劳抗力；也可提高抗氧化性和耐蚀性。
但硅促使钢中的碳以石墨形式析出，造成脱碳倾向比较严重，并增加钢的过热敏感性和第二类回火脆性。
（3）铬铬会显著地增加钢的淬透性，有效提高钢的回火稳定性。
钢中随着含铬量的增加，依次生成（Fe·Cr），C、（Fe·Cr），C、（Fe·Cr）aC等碳化物，这些碳化物稳定性较好，从而减小钢的过热敏感性，提高钢的耐磨性。
铬对钢表面具有钝化作用，使钢具有抗氧化能力。
但铬含量较高会增加碳化物不均匀性和残留奥氏体量。
一般在低合金冷作模具钢中铬的质量分数为0.5%~1.5%；在高强韧性冷作模具钢中，铬的质量分数为4%~5%；在高耐磨微变形模具钢中，铬的质量分数为6%~12%。
（4）铝钼可提高淬透性和高温蠕变强度；回火稳定性和二次硬化效果也强于铬；并能抑制铬、锰、硅引起的第二类回火脆性，但钼会增加脱碳倾向。
冷冲模具的制造要求及制造过程
冷冲模具的制造要求及制造过程冷冲模具是一种专门用于冷冲加工的模具，广泛应用于汽车制造、家电制造、轻工制造等众多领域。
其制造要求较高，制造过程也相对复杂。
下面将详细介绍冷冲模具的制造要求及制造过程。
一、冷冲模具的制造要求1.材料选用冷冲模具通常使用优质合金工具钢作为原材料，例如国内常用的Cr12MoV、Cr12、Cr8等。
这些合金工具钢具有硬度高、耐磨损、韧性好等优点，适合用于制作冷冲模具。
2.设计精度3.耐磨性冷冲模具通常需要经过大量的工件冲压，因此对模具的耐磨性要求较高。
在材料选择上要考虑到模具表面的硬度和耐磨性。
4.附加细节冷冲模具通常需要考虑到一些附加细节，比如模具的冷却系统、定位销、导向套等，以提高模具的使用寿命和加工精度。
5.热处理要求对于冷冲模具，常用的热处理工艺包括淬火、回火、表面氮化等，以提高模具的硬度和韧性。
6.检测要求冷冲模具在制造完成后需要进行一系列的检测，包括尺寸测量、硬度测试、金相组织分析等，以确保模具的质量。
二、冷冲模具的制造过程1.设计根据产品的要求和加工工艺，设计出冷冲模具的三维CAD模型。
设计包括模具的几何形状、尺寸、材料选择、结构设计等。
2.加工根据设计图纸，进行模具的粗加工和精加工。
粗加工主要包括铣削、车削等，精加工主要包括线切割、电火花加工等。
3.组装将加工好的各个零部件进行组装，包括模具的上模、下模、导向套、定位销等。
组装的过程需严格按照设计要求进行。
4.调试对组装完成的冷冲模具进行调试，包括模具的开合顺畅性、寸尺精度、冷却效果等方面的测试和调整。
5.试验通过对冷冲模具进行加工试验，测试模具的加工性能和使用寿命。
根据试验结果对模具进行进一步的调整和改进。
6.交付经过试验调整后，将冷冲模具交付给客户使用。
同时提供相关的使用说明和维护方法，以延长模具的使用寿命。
总之，冷冲模具的制造要求高，制造过程复杂，需要设计、加工、组装、调试、试验等多个环节的协同工作。
只有严格按照规范要求进行制造，才能保证模具的质量和使用效果。
(完整版)五金冲压模具基础知识完整版
侧边弧形度1.0mm/m; 任意板面放在平台上﹐平坦度＜2mm﹒
3﹒不锈钢板SUS
概述﹕ 不锈钢是公司重要的金属材料,广泛用于各机种的许多弹
片﹑后窗﹑隔离片﹑遮片﹑挡片﹑导轨﹑支架等. 材料单价薄带为GI的十倍﹐厚带为GI料的六倍.分为弹性用 （冷作硬化状态）和非弹性用（固溶状态）.
经常因为化学成份﹑拉伸性能﹑硬度不符﹐导致弹性不够 或冲压破裂等﹒
机械性能:
牌号 状 态
固溶
抗拉强度 屈服强度
MPa
520
MPa
205
SUS 精轧1/4 H 860
510
301
1/2 H
930
510
3/4 H
1130
745
固溶
520
205
SUS
304 1/2 H
780
470
3/4 H
930
665
SUS 退火
450
205
430
硬度
HV
218
310 370 200
伸长
8 下模板 SKD11 HRC58 模具的工作部分
9
下墊板 YK30
HRC52
承力部件, 保証沖裁刃口強度及對下模板上入子的固定與 承力
10 下模座 SS41 NONE 承受沖壓力及用于模仁與外導柱的安裝
／销 钉／弹簧及其它零件．
7.传递及改变工作运动方向的零件：如侧楔、滑块等．
編號 品名 材料 熱處理
功能
1 上托板 SS41 NONE 用于模具上模部分在沖床滑塊上的裝夾
2
上墊腳 SS41
NONE
起墊高作用, 用于使模具的合模高度在沖床的適用閉合高 度范圍內, 以及保証夾模器有足夠的安放空間
常用的冷冲压模具材料
冲压模具工作零件材料得要求冲压模具工作时要承受冲击、振动、摩擦、高压与拉伸、弯扭等负荷,甚至在较高得温度下工作(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得要求比普通零件高。
由于各类冲压模具得工作条件不同,所以对模具工作零件材料得要求也有所差异、１、冲裁模材料得要求对于薄板冲裁模具得工作零件用材要求具有高得耐磨性与硬度,而对厚板冲裁模除了要求具有高得耐磨性、抗压屈服点外,为防止模具断裂或崩刃,还应具有高得断裂抗力、较高得抗弯强度与韧性。
2. 拉深模材料得要求要求模具工作零件材料具有良好得抗粘附性(抗咬合性)、高得耐磨性与硬度、一定得强韧性以及较好得切削加工性能,而且热处理时变形要小。
3。
冷挤压模材料得要求要求模具工作零件有高得强度与硬度、高耐磨性,为避免冲击折断,还要求有一定得韧性。
由于挤压时会产生较大得升温,所以还应具有一定得耐热疲劳性与热硬性１1。
2、2 冲压模具材料得种类及特性制造冲压模具得材料有钢材、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。
目前制造冲压模具得材料绝大部分以钢材为主,常用得模具工作部件材料得种类有: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得碳素工具钢为T8Ａ、T10A等,优点为加工性能好,价格便宜。
但淬透性与红硬性差,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就是在碳素工具钢得基础上加入了适量得合金元素、与碳素工具钢相比,减少了淬火变形与开裂倾向,提高了钢得淬透性,耐磨性亦较好。
用于制造模具得低合金钢有CrWＭn、9Mｎ２V、7CrSiMｎMoV(代号ＣH－1)、6Cr ＮiSiMnMoV(代号GD)等。
３. 高碳高铬工具钢常用得高碳高铬工具钢有Cｒ1２与Cｒ12ＭoV、Cr１2Mo1Ｖ1(代号Ｄ2),它们具有较好得淬透性、淬硬性与耐磨性,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。
冷冲压模具设计要点
冷冲压模具设计要点
1.材料选择：冷冲压模具所使用的材料应具有高强度、耐磨损和耐腐
蚀的特性，一般常用于模具制作的材料有工具钢、硬质合金、高速钢等。
2.结构设计：冷冲压模具的结构设计应考虑到模具的强度、刚性和稳
定性，以保证模具在使用过程中能够承受大的载荷和高频的工作循环，同
时也要考虑到模具的拆卸和维护方便。
3.设计尺寸：模具设计的尺寸应根据产品的形状、尺寸和要求来确定，其中应考虑到材料的伸缩性、弹性以及工艺的要求等因素，确保成形后的
产品尺寸精度和表面质量。
4.几何形状：冷冲压模具的几何形状应符合产品的要求，具有合理的
结构，以利于金属材料在成形过程中的流动和填充，同时也要避免产生应
力集中和变形等问题。
5.寿命和耐磨性：冷冲压模具在使用过程中会受到金属材料的冲击和
磨损，因此需要具备良好的耐磨性和长寿命，可以通过表面涂层、热处理
以及硬质合金加工等方式来提高模具的寿命。
6.润滑和冷却：在冷冲压过程中，为了减少摩擦和热量的产生，需要
对冷冲压模具进行润滑和冷却处理，以保证模具的正常工作和生产效率。
7.精度和控制：冷冲压模具的设计要考虑到产品的精度和控制要求，
包括成形厚度、尺寸公差、直角度、表面平整度等，以保证产品的质量和
性能。
8.模具标准和规范：对于冷冲压模具的设计，应按照相关的标准和规
范进行设计，以确保模具的质量和安全性。
冷冲压模具设计的要点主要包括材料选择、结构设计、设计尺寸、几何形状、寿命和耐磨性、润滑和冷却、精度和控制，以及模具标准和规范等方面。
只有综合考虑以上要点并灵活运用，才能设计出高质量、高效率的冷冲压模具。
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。
冷冲压模具设计标准
冷冲压模具设计标准
冷冲压模具是一种用于金属材料成形加工的工具，其设计标准对于产品质量和
生产效率具有重要的影响。
在进行冷冲压模具设计时，需要考虑多种因素，包括材料选择、结构设计、加工工艺等方面。
本文将从这些方面对冷冲压模具的设计标准进行详细介绍。
首先，材料选择是冷冲压模具设计的关键。
模具的材料需要具有足够的硬度和
耐磨性，以保证长时间的使用寿命。
同时，材料还需要具有较高的强度和韧性，以承受冲击和挤压的力量。
常见的冷冲压模具材料包括工具钢、硬质合金等，设计者需要根据具体的工件材料和加工工艺来选择合适的模具材料。
其次，结构设计是冷冲压模具设计的重要环节。
模具的结构需要合理布局，以
确保工件的成形精度和表面质量。
在设计模具结构时，需要考虑到模具的开合方式、导向装置、顶出装置等，以及模具的冷却系统和润滑系统。
合理的结构设计可以提高模具的使用寿命，减少维护成本，提高生产效率。
另外，加工工艺也是冷冲压模具设计的重要内容。
模具的加工工艺需要考虑到
模具的制造成本、加工难度和加工精度。
在进行模具加工时，需要选择合适的加工设备和工艺，保证模具的尺寸精度和表面质量。
同时，还需要进行模具的热处理和表面处理，以提高模具的硬度和耐磨性。
综上所述，冷冲压模具设计标准涉及到材料选择、结构设计和加工工艺等多个
方面。
设计者需要综合考虑这些因素，以确保模具具有良好的使用性能和经济性。
只有在严格遵循设计标准的基础上，才能设计出高质量、高效率的冷冲压模具，满足不同工件的加工需求。
冷冲压模具热处理工艺守则
XXX 有限公司企业标准1范围本标准规定了冷冲压模具热处理中的材料规格、设备与工具、准备工作、工艺规范、操作方法与注 意事项、质量检验及安全注意事项等。
本标准适用于45、T8A 、T10A 、Crl2MoV. 7Cr7Mo3V2Si 等制造的冷冲压模具的热处理。
2材料规格材料牌号碳素结构钢：45钢等。
碳素工具钢：T8A 、T10A 等。
合金工具钢：Crl2MoV (类似于 D2、SKDH)、7Cr7Mo3V2Si (LD)等。
2.1化学成分常用冷冲压模具用钢的化学成分见表lo 表1常用冷冲压模具用钢的化学成分2.3钢的临界点常用冷冲压模具用钢的临界点见表2o表铁丝、钢筋、固体渗碳剂、石棉板、石棉绳、铁皮等。
3设备与工具3. 1加热设备 2006-07-08 发布 1.1.1 20 Kw 高温箱式炉，附温度自动控制记录仪表。
1.1.210 Kw 高温箱式炉，附温度自动控制仪表。
冷冲压模具热处理工艺守则冷冲压模具热处理工艺守则Q/XXX022-2006代替 Q/XXX455-19962006-07-28 实施 2006-07-28 实施1.1.375 Kw埋入式电极盐浴炉，附温度自动控制记录仪表。
1.1.424Kw井式回火炉，附温度自动控制记录仪表。
1.1.5外热式硝盐槽，附温度自动控制仪表。
3.2冷却设备3.2.1盐水槽：介质成分为8%〜10% NaCI水溶液，密度1.03〜1.07,使用温度W40℃。
3.2.2机油槽：介质成分为L—AN32机械油，使用温度W70°C。
3.2.3柴油槽：介质成分为0#或2#柴油，使用温度＜70℃。
3.2.4外热式硝盐槽，附温度自动控制仪表。
3.3清洗设备热水槽。
3.4辅助设备砂轮机、行车等。
3.5工具铁箱、铁架、吊具、钳子、钩子、铁篮、垫铁等。
4准备工作4.1设备的准备工作按照各种设备的操作规程及工艺守则做好设备使用前的准备工作。
4.2工夹具的准备工作按工艺规定选择合适的工夹具，并检查其是否完好。
冷冲压模具及热处理工艺方案设计
冷冲压模具及热处理工艺方案设计摘要从当今世界范围的模具材料发展来看，无论是材料的品格、规格，或是材料的质量和数量，都可以基本满足现代模具工业的需要。
但对于一个具体的模具零件而言，欲从众多模具材料中挑选出最能满足其使用性能要求的材料，并制定出与该性能要求相匹配的合理的热处理方案，则不是一件容易的事。
冷作模具材料目前我国常用的冷作模具钢大致分为四大类：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金。
尺寸小、形状简单、轻负荷的冷作模具通常用碳素工具钢制作；模具寿命不高、尺寸大、形状复杂；轻负荷的冷作模具一般用低合金工具钢：尺寸大、形状复杂；重负荷的冷作模具需采用中合金或高合金工具钢；受冲击负荷且模刃单薄的冷作模具一般选用高韧性模具钢；尺寸精度要求高、寿命长的模具则要选择粉末高速钢、硬质合金等高档材料。
市场流通仍以传统的老材料为主，新型的冷作模具钢，如DS、GD、CH、LD、GM、ER5、65Nb、012Al、LM2、RM2等20几个品牌应用等不普遍！作为课题研究，要了解冷冲压模具钢的热处理工艺，应选用成熟普遍的钢种来实践。
关键词：冷冲压模具；模具材料：热处理工艺。
目录第一章前言 (4)1.1 本课题内容概述 (5)1.2.1 课题研究的目的和意义 (5)1.2.2 课题的研究内容 (5)1.3 论文的组织结构 (5)第二章实验方案 (5)2.1 原材料的选择 (6)2.1.1 概述 (7)2.1.2 冷冲压模具特点 (7)2.1.3 冷冲压模具主要损坏形式 (7)2.1.4 冲头材料的性能要求 (7)2.1.5 材料的选用 (7)2.2 加热设备的选择 (9)2.2.1 热处理设备概论 (9)2.2.2 电阻炉的选择 (9)2.3 本课题的研究方案 (10)2.3.1 本课题研究过程总述 (10)2.3.2 实验设备 (10)2.3.3 实验材料 (10)2.3.4 实验步骤 (10)第三章热处理工艺 (11)3.1 原始组织 (11)3.2 9SiCr钢淬火 (11)3.3 9SiCr钢回火 (13)第四章实验结果分析 (14)4.1 金相组织分析 (14)4.2 9SiCr钢失效分析 (15)第五章结论 (15)参考文献 (16)致谢 (17)第一章、前言1、前言1.2 课题的研究目的和意义本课题主要研究冷冲压模具冲头热处理工艺的的设计，即为了达到工件所要求的性能，而采取正确的热处理工艺。
冲压模常用材料与热处理
冲压模常用材料与热处理冲压模是冲压工艺中常用的工具，它的材料选择和热处理对于模具的性能和寿命有着重要影响。
本文将从常用材料和热处理两个方面来探讨冲压模的相关知识。
一、常用材料1. 高速钢（HSS）高速钢是一种具有优异耐磨性和高硬度的钢材，常用于制作冲头和工作部位较小的冲压模。
其主要成分为碳（C）、钼（Mo）、钴（Co）等，能够在高温下保持较高的硬度和韧性。
2. 高碳合金工具钢高碳合金工具钢具有较高的强度和硬度，适用于制作大型冲压模和工作部位较大的冲头。
该材料的主要成分为碳（C）、铬（Cr）、钼（Mo）等，能够在高温和高应力下保持稳定的性能。
3. 铸铁铸铁是一种经济实用的冲压模材料，具有良好的耐磨性和切削性能。
常用的铸铁有灰铁、球墨铸铁等，其选择取决于模具的具体使用条件和要求。
4. 高硬度合金钢高硬度合金钢具有极高的硬度和抗磨性，适用于制作对摩擦和磨损要求较高的冲头。
该材料的主要成分为碳（C）、钼（Mo）、钨（W）等，能够在高应力和高温下保持较高的硬度和强度。
二、热处理热处理是冲压模制造过程中不可或缺的一步，通过调整模具材料的组织和性能，提高模具的硬度、强度和耐磨性，延长模具的使用寿命。
常用的热处理方法包括淬火、回火和表面处理等。
1. 淬火淬火是指将模具加热到临界温度，然后迅速冷却至室温，以使模具材料的组织发生相变，获得高硬度和高强度。
淬火后的模具具有较高的耐磨性和切削性能，适用于冲压模的工作部位。
2. 回火回火是指将淬火后的模具加热至一定温度，保持一定时间后冷却，以降低模具的硬度，提高其韧性和抗冲击性。
回火后的模具具有较好的韧性和强度，能够抵抗冲击和振动的作用。
3. 表面处理表面处理是通过改变模具表面的化学成分和物理性质，提高模具的耐磨性和抗疲劳性。
常用的表面处理方法包括氮化、渗碳、镀铬等，能够形成一层硬度较高的保护层，延长模具的使用寿命。
总结：冲压模的材料选择和热处理对于模具的性能和寿命具有重要影响。
冲压模具常用材料
铸铁
日本牌号
中国牌号
名称（化学成分）
GM238/241
钼铬铸铁
白口铸铁
FCD550/700
QT550/700
球墨铸铁
FC250/300
HT250/300
灰口铸铁
铸钢
日本牌号
中国牌号
名称（化学成分）
ICD-5
CH-1（7CrSiMnMoV）
高碳低合金铸钢
LCD
钢材
日本牌号（JIS）
中国牌号
ISO--国际标准化组织（International Organization for Standardization）
SAE--美国机动车工程师学会（Society of Automotive Engineers）
718S
718HH
2311
2738
P20
P20+Ni
NAK55
NAK80
预硬型镜面防酸塑胶模具钢
S-136H
2316
420
S-STAR
G-STAR
退火型镜面防酸塑胶模具钢
S-136
退火状态
2083
退火状态
420ESR
退火状态
压铸模具钢
8407
2344
2714
H13
L6
SKD-61
SKT-4
不变形油钢
> HMD-5(7CrSiMnMoV)
> SKS3(CrWMn)
常用钢材对照表
主要用途
瑞典一胜百
ASSAB
德国德威
GSW
DIN standard
美国百禄
BOHLER
AISI standard
冷冲压的分类
冷冲压的分类冷冲压是一种常见的金属加工方法，广泛应用于汽车、家电、电子产品等领域。
根据不同的分类标准，冷冲压可以分为以下几种类型。
1. 按材料分类冷冲压按材料可以分为金属冷冲压和非金属冷冲压两大类。
金属冷冲压是指利用金属材料进行冲压加工，常见的材料包括钢铁、铝合金、铜等。
而非金属冷冲压则是指利用非金属材料如塑料、橡胶等进行冲压加工。
金属冷冲压在汽车制造、家电生产等行业有着广泛的应用，其加工精度高、成本低、效率高的特点深受制造商的青睐。
而非金属冷冲压则常用于塑料制品、橡胶制品等领域，其加工方式也有独特之处。
2. 按工艺分类冷冲压按工艺可以分为单工位冷冲压和连续模冲压两种。
单工位冷冲压是指在一台冲床上进行单次冲压加工，适用于一些简单的冲压工件。
而连续模冲压则是指采用模具连续进行多次冲压加工，适用于生产批量较大的工件。
单工位冷冲压简单、灵活，适用于小批量生产或样件加工。
而连续模冲压效率高，适用于大规模生产，能够提高生产效率。
3. 按产品类型分类冷冲压按产品类型可以分为零部件冷冲压和成品冷冲压两种。
零部件冷冲压是指生产零部件的冲压加工，常见于汽车、家电等行业。
成品冷冲压则是指直接生产成品的冲压加工，如一些金属餐具、工艺品等。
零部件冷冲压多用于工业领域，其工件需经过后续装配才能成为成品。
而成品冷冲压则是直接生产成品，减少了后续加工工序，节约了生产成本。
总的来说，冷冲压作为一种高效、精密的金属加工方法，在各个领域都有着广泛的应用。
不同类型的冷冲压适用于不同的生产需求，制造商可以根据自身的情况选择合适的冷冲压方式进行生产，以提高生产效率和产品质量。
冷挤压模具材料选择
冷作模具钢与刃具钢相比．有很多共同点。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外形及加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．又由于外形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、外形复杂．所以要求较高的淬透性、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（由于是冷态成形），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。
选用高速钢做冷模具时．应采用低温淬火．以进步韧性。例如 W18Cr4V钢做刃具时常用的淬火温度为1280-1290℃。而做冷作模具时，则应采用1190℃的低温淬火。又如 W6Mo5Cr4V2钢．采用低温淬火后可使寿命大大进步、特别是明显减少了折损率。
〔4)受冲击负荷且刀间单薄的冷作模具。如上所述．前三类冷作模具用钢的使用性能要求均以高耐磨性为主为此均采用高碳过共析钢乃至荣氏体钢。而对有的冷作模具加切边楼、冲裁模等．其对口单薄．使用时又受冲击负荷作用则应以要求高的冲击韧性为主。为了解决这一矛盾．可采取以下措施．①降低合碳量．采用亚共折钢．以避免由于一次及二次碳化物而引起钢的韧性下降；②加进Si．、Cr等合金元素．以进步钢的回火稳定性和回火温度（240一270℃回火）这样有利于充分消除淬火应力使叽进步．而又不致降低硬度；②加进W等形成难熔碳化物的元素以细化晶粒、进步韧性。常用的高韧性冷作模具用钢有6SiCr、4CrW2Si；、5CrW2Si等。
但9Mn2V钢也存在一些缺点如冲击韧性不高，在生产使用中发现有碎裂现象．另外回火稳定性较差，回火温度一般不超过180℃在200℃回火时抗弯强度及韧性开始出现低值。
常用模具材料
常用模具材料
常用模具材料是制造模具的必要材料，它们具有优异的强度、硬度和耐磨性，可以经受长时间高温和高压的工作环境，同时还具有良好的加工性能，可以满足模具的设计要求。
下面介绍一些常用的模具材料。
1. Cr12MoV
Cr12MoV是一种高碳高铬不锈钢，具有较高的硬度和耐磨性。
它在模具的制造中广泛应用，常用于制造对耐磨性要求较高的冲压模具、冷作模具和切削刀具。
2. H13
H13是一种热作模具钢，具有优异的耐热性和耐磨性。
它适用于制造高温工作环境下的模具，如压铸模具、热压模具和塑料注塑模具等。
3. P20
P20是一种低碳低合金工具钢，具有较高的硬度和良好的切削
加工性能。
它适用于制造冷作模具、塑料注塑模具和模具饰面等。
4. 718
718是一种高镍合金钢，具有良好的耐热性和耐腐蚀性。
它适
用于制造高温工作环境下的模具，如压铸模具和塑料注塑模具等。
5. S136
S136是一种不锈钢，具有优异的耐腐蚀性和耐磨性。
它适用
于制造对表面光洁度要求较高的模具，如光学模具、透明塑料模具和注塑模具等。
6. 45#钢
45#钢是一种低碳结构钢，具有良好的机械性能和切削加工性能。
它适用于制造低要求的冲压模具、冷作模具和切削刀具等。
除了以上几种常用模具材料外，根据具体模具的要求，还可以选择其他特殊材料，如硬质合金、陶瓷和纳米材料等。
这些材料都具有特殊的性能和应用特点，可以满足不同类型的模具制造需求。
总之，模具材料选择应综合考虑模具的工作环境、使用寿命要求和加工性能等因素，合理选择适合的材料，以确保模具的质量和性能。
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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、高压与拉伸、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与硬度,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、较高的抗弯强度与韧性。
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)、高的耐磨性与硬度、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与硬度、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与热硬性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。
但淬透性与红硬性差,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就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,减少了淬火变形与开裂倾向,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与Cr12MoV、Cr12Mo1V1(代号D2),它们具有较好的淬透性、淬硬性与耐磨性,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,具有良好的淬透性与尺寸稳定性。
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、耐磨性与抗压强度,承载能力很高。
模具中常用的有W18Cr4V(代号8-4-1)与含钨量较少的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,具有一定的耐磨性与硬度,而且抗疲劳强度与韧性均优于高速钢,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、硬质合金与钢结硬质合金硬质合金的硬度与耐磨性高于其它任何种类的模具钢,但抗弯强度与韧性差。
用作模具的硬质合金就是钨钴类,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。
钢结硬质合金就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就是钢,克服了硬质合金韧性较差、加工困难的缺点,可以切削、焊接、锻造与热处理。
钢结硬质合金含有大量的碳化物,虽然硬度与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。
( 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。
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58~62HRC 。
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。