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轉(zhuǎn)發(fā)自：第53卷第1期 鍛壓裝備與制造技術(shù) 2m8年2月

Vol. 53 No. 1 CHINA METALFORMING EQUIPMENT & MANUFACTURING TECHNOLOGY Feb. 2018

作者：張?zhí)飿s

（甘肅機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅天水741001）

摘要：模具材料的性能和熱處理工藝對模具壽命有著決定性的影響。

本文具體分析了模具材料的性能、種類及特性，介紹了模具選材的具體原則。

關(guān)鍵詞：沖壓模具鋼；性能分析；選材

中圖分類號：TG385，2文獻(xiàn)標(biāo)識碼.•B

DOI：10· 16316樂issn．1672一012L201 &0L027文章編號：1672一0121（2018）01一0098一03

模具材料是模具制造業(yè)的基礎(chǔ)，它的研究開發(fā)帶動(dòng)工業(yè)產(chǎn)品向高級化、個(gè)體化、高附加值化的方向發(fā)展。

在沖壓模具失效的諸多因素中，材料已成為影響其壽命的最主要因素。

因此，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，恰當(dāng)選擇模具材料，是保證模具生產(chǎn)既經(jīng)濟(jì)合理又安全可靠的關(guān)鍵因素。

1沖壓模具材料的性能要求

1 · 1對模具材料的使用性能要求

（1） 強(qiáng)度和硬度。強(qiáng)度是指材料承受載荷后抵抗發(fā)生斷裂或超過容許限度的殘余變形的能力，是衡量材料本身承載能力、抵抗失效能力的重要指標(biāo)，可通過熱處理方法提高模具鋼的強(qiáng)度。

材料局部抵抗硬物壓人其表面的能力稱為硬度，主要包括劃痕硬度，壓人硬度和回跳硬度。

通常，對于小型簡單產(chǎn)品的模芯硬度控制在HRC50一52，對于大型模具或復(fù)雜模具，模芯的硬度控制在HRC46一48。

（2） 耐磨性和抗粘咬性。

模具的磨損主要有機(jī)械磨損、氧化磨損和熔融磨損。

模具在工作時(shí)，承受大的壓應(yīng)力和強(qiáng)烈摩擦力，為減小機(jī)械磨損，就要保證材料中碳化物或其他硬度相的組成、形貌和分布比較合理。

對于重載、高速磨損條件下服役的模具，為防止形成金屬瘤，要求模具鋼表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜，減少模具和制件產(chǎn)生粘咬、焊合等氧化磨損和熔融磨損。

（3） 韌性。韌性是指當(dāng)模具鋼承受應(yīng)力時(shí)對折斷的抵抗，其定義為材料在破裂前所能吸收的能量與體積的比值。

模具在工作時(shí)承受一定的沖擊載荷，可能會造成模具成形零件的斷裂、變形等破壞。

鋼的韌性、強(qiáng)度和耐磨性是相互矛盾的，要合理地選擇鋼的化學(xué)成分并且采用合理的熱加工和熱處理工藝，以使模具材料的耐磨性、強(qiáng)度和韌性達(dá)到最佳配合

（4） 抗疲勞性?？蛊谛允欠从巢牧显诮蛔冚d荷作用下抵抗疲勞破壞的性能指標(biāo)，主要包括疲勞強(qiáng)度疲勞裂紋萌生力、疲勞裂紋擴(kuò)展抗力、小能量多沖抗力等。

導(dǎo)致模具疲勞的因素有：鋼中帶狀和網(wǎng)狀碳化物粗大晶粒；模具表面有微小刀痕、凹槽及截面尺寸變化過大和表面脫碳等

1.2對模具材料的工藝性能要求

（1） 鍛造性能。鍛造能減少模具材料的機(jī)械加工余量，改善材料的內(nèi)部缺陷，如碳化物偏析、減少有害物質(zhì)、改善鋼的組織狀態(tài)等。

對鍛造性能的要求是：熱鍛變形抗力低、塑性好、鍛造溫度范圍寬，鍛裂、冷裂及網(wǎng)狀碳化物的傾向性小。

（2） 機(jī)械加工性能。

冷沖壓模具鋼主要屬于過共析鋼和萊氏體鋼，大多加工性能較差。

為獲得良好的切削加工性，需要正確選擇熱處理方法。對于表面質(zhì)量要求高的模具可選用含s、ca等元素的易切削模具鋼

（3） 熱處理性能。熱處理工藝性能主要包括：淬透性，淬硬性，耐回火性，過熱敏感性，氧化脫碳傾向，淬火變形和開裂傾向等。

熱處理工藝的好壞，對模具質(zhì)量影響較大。

一般要求有較大的淬硬性和淬透性，淬火溫度范圍寬，過熱敏感性小，脫碳敏感性低，淬火、回火后的變形程度小。

2沖壓模具材料的種類與特性

2.1碳素工具鋼

碳素工具鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在（0· 6一1.3）％范圍內(nèi)，優(yōu)點(diǎn)是原料來源方便，加工性能良好，淬火溫度低，熱處理后具有較高的表面硬度和較好的耐磨性。

缺點(diǎn)是淬透性低，淬火溫度范圍窄，淬火變形大，較大的模具不能淬透，而且表面淬硬層和中心部分之問的硬度值相差很大，容易使模具在淬火時(shí)開裂。

主要用于制造尺寸不大、形狀簡單、受負(fù)荷輕的模具零

2·2高碳低合金鋼

高碳低合金鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般都較高（類別 常用鋼種 用途碳素工具鋼 T7A,T8A,T10A,T12A,T13尺寸小、形狀簡單輕負(fù)荷的冷作模具

低合金工具鋼 9Mn2V，CrWMn ,9SiCr，Cr2，9CrWMn，7CrSiMnMoV 形狀復(fù)雜、輕負(fù)荷的冷作模具中合金或高合金模具鋼 Cr4W2MoV，Cr15M01V,Cr12，Cr12MoV，Cr12MolV 尺寸大、形狀復(fù)雜、重負(fù)荷的冷作模具高速鋼、硬質(zhì)合金等高檔材料 W6M05Cr4V2 ,YG8，YGIOH，YG25 尺寸精度要求高、壽命長的模具0·6％），是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上加人適量的cr、 Ni、MO、Ti、w、v、Si、Mn等合金元素冶煉而成。

合金元素的加人提高了過冷奧氏體的穩(wěn)定性、淬透性，降低了淬火冷卻速度，減少了淬火熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，減弱了淬火變形及開裂傾向，被廣泛用來制作形狀復(fù)雜、截面較大、承受負(fù)荷較大、變形較小的中、小型冷作模具。

2·3高碳高鉻冷作模具鋼

高碳高鉻冷作模具鋼是一種高合金鋼，具有高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性、易淬透、穩(wěn)定性高、抗壓強(qiáng)