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冷挤压模具的材料有何要求?

来源:http://www.qtyzhjmj.com/news/166.html    发布时间:2023-02-27    点击:310

  冷挤压模具承受很大的载荷和强烈的摩擦,要求凸模有足够的抗压、抗弯强度以防镦粗、折断;凹模要有足够的抗拉强度和疲劳抗力以防开裂;凸、凹模均要求高耐磨性以延长使用寿命。以往,小批挤压软料的模具,常用60Si2Mn钢做凸模、T10A钢做凹模;中批量生产用复杂模具,常选用CrWMn、9CrWMn等钢;大批生产用重载模具,常以Cr12MoV钢做凹模,以高速钢做凸模。

  除60Si2Mn钢外,上述钢种在使用中均表现出强韧性不足,凸模易折断,凹模易胀裂。现趋向于选用GD、012A1、LD、GM和ER5等新型高强韧模具钢,以及下列新钢种。

  ①6W6Mo5Cr4V(代号6W6)钢。此钢系降碳高速钢,碳化物减少,分布均匀,强韧性增高,耐磨性良好。主要用于取代高速钢和Cr12型钢制造冷挤凸模和冷镦冲头,寿命成倍提高。

  ②6Cr4W3Mo2VNb(代号65Nb)钢。此钢系基体钢,加入少量Nb以细化晶粒,稳定碳化物,减少马氏体中碳量,从而进一步提高钢的韧性。通过调节淬火和回火温度可达到调整钢和强韧性和耐磨性组合目的。该钢适于制造形状复杂的有色金属冷挤压模,也可用于单位压力不超过2500MPa的钢挤压模。

  ③6Cr4Mo3Ni2WV(代号CG2)钢。此钢系调整成分的基体钢,加Ni可进一步提高强韧性和热疲劳抗力。淬火温度1100~1140℃,用于冷挤模时可于520~560℃回火两次,硬度为59~62HRC;用于温挤、热挤模具时则于600~650℃回火两次,硬度为50~54HRC。

  ④硬质合金YG15、YG20和钢结硬质合金GT35、TLMW50。其硬度高,耐磨性好,有一定的韧性,寿命很高,但制造工艺复杂,成本高,只用于大量生产的场合。

  根据需要,冷挤压模具可进行表面强化处理,除前述表面处理工艺外,还可进行硼硫复合渗、硫氮碳共渗等,以改善表面摩擦性能,防止黏着磨损失效。

  (4)冷镦模的选材冷镦模冲头和凹模的受力与冷挤压模类似,只是加载速度大,冲击力的大小与坯料状况和冷镦机的工作特性有关。

  轻载荷或小批量生产用冷镦模,一般常用T10A、9SiCr、GCr15和60Si2Mn等钢。T10A钢用于小型简单模具,9SiCr、GCr15钢用于较精密复杂的模具,60Si2Mn钢用于冲击速度大、频率高的模具。它们或韧性不足,或耐磨性不高,寿命均不长。

  重载荷或大量生产用冷镦模,一般选用Cr12MoV钢和高速钢。它们韧性差,在较大冲击下易产生崩刃、剥落、折断和开裂,寿命很不稳定。尽管可进行强韧化热处理,但效果并不十分好。

  现在,冷镦模选材的趋向是采用新型高强韧性模具钢,如4Cr5Mo1V、65Nb、LD、CG2、GM和ER5等钢,甚至可采用18Ni型马氏体时效钢。目前以65Nb、LD钢应用较多,并已取得好的效果。如用于标准件行业冷镦模,寿命均提高几倍以上。GM钢兼有高耐磨和高强韧的性能,用于冷镦模可进一步提高使用寿命。

  硬质合金具有高强度、高耐磨性,又有较高的韧性,能承受较大冲击载荷,还具有良好的可锻性、切削加工性,热处理变形小。用它制造冷镦模模块,比用9SiCr、Cr12MoV等钢提高模具寿命20~30倍。

  冷镦模在整体强韧化的基础上再进行表面强化处理,对进一步提高模具寿命十分有效。常用的表面处理工艺有氮碳共渗、气相沉积TiN和硼硫复合渗等。


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