冲压模具材料的选用及热处理要求

1、.冲压模具材料的选用及热处理要求.txt生活是过出来的，不是想出来的。放得下的是曾经，放不下的是记忆。无论我在哪里，我离你都只有一转身的距离。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

2、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： 760810 水或油 淬， 160180 回火，硬度 5962hrc 。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。

3、crwmn 钢的热处理工艺为：淬火温度 820840 油冷 ，回火温度 200 ，硬度 6062hrc 。 9mn2v 钢的热处理工艺为：淬火温度 780820 油冷 ，回火温度 150200 ，空冷，硬度 6062hrc 。注意 回火温度在 200300 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

4、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 950980 淬火， 150200 回火； cr12mov 为 10201050 淬火， 180200 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 10001100 淬火， 480500 回火； cr12mov 为 11101140 淬火， 500520 回火 ）。高铬钢在 275375 区域有回火脆性，应予避免。精品.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 ） cr12m

5、o1v1 （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 cr1

6、2 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

7、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 960980 ，回火温度 280320 ，硬度 6062hrc 。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 10201040 ，回火温度 50 0540 ，硬度 6062hrc 。（ 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（ 8001000 ），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

8、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 900920 ， 油冷 ， 190200 回火 13 小时，硬度 5862 hrc 。精品.（ 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 870930 （ 900 最佳 ），盐浴炉加热（ 45s/mm ）， 油冷或 空冷、风冷 ， 175230 回火 2 小时，硬度 58

9、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 10801120 ，硬度 6466hrc 。 回火温度 540560 ，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

10、，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， 520530 回火 3 次； 对重载服役条件下的模具，采用 11201130 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

11、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。精品.? 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

12、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： 790820 水或油 淬， 160180 回火，硬度 5861hrc 。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： 12201250 淬火； 550570 回火 3

13、 次。w6mo5cr4v2 钢的推荐热处理工艺： 11601200 淬火 ： 550570 回火 3 次。4. 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 w6mo5 cr4v（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 w6mo5 cr4v (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

14、工艺和高速钢w6mo5cr4v2相似。（ 2 ） 6cr4w3mo2vnb (65nb) 钢 65nb 钢取自 w6mo5crv2 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 10801180

15、 ，回火温度在 520600 之间选择。 当采用比 w6mo5crv2 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： 10801180 盐浴炉加热（ 1520s/mm ）油 淬， 520560 回火 2 次，硬度 5763 hrc 。精品.（ 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

16、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， 11001150 淬火； 油冷后 530570 回火 23 次，每次 12 小时，硬度 5763 hrc 。（ 4 ） 5cr4mo3simnval (012al) 钢 012al 钢中加入质量分数为 0.30.7% 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： 10901120 盐浴炉加热（ 30s/mm ）油 淬， 510 回火 2 次， 每次油冷 2 小时 ，硬度 6062 hrc 。（ 5 ） 6cr4mo3ni2wv(cg-2)