模具寿命与材料PPT第03章-冷作模具钢.pptVIP

一、冷作模具的工作条件、失效形式及性能要求

〔一〕冲裁模—主要用于各种板料的冲切成形；按功能不同可分为落料模、冲孔模、切边模等。

1．工作条件及主要失效形式

冲裁模的工作部位是刃口。冲裁时，刃口受到弯曲和剪切的作用，还要受到冲击。同时，板料与刃口部位产生强烈的摩擦。

冲裁模的正常失效形式主要是刃口磨损，磨损到达一定程度后，使冲裁件产生毛刺；生产中常用磨削的方法使刃口重新锋利，经过屡次磨刃后，凸模变短，凹模变薄，直至无法工作而失效。

此外，由于模具安装调试不当，冲裁时操作不标准或热处理不当等造成崩刃和凸模折断等非正常失效。;;〔二〕冷镦模--使金属棒料在模具型腔内冷变形成形；主要用于紧固件、滚动轴承、滚子、链条、汽车零件的成形。

1．工作条件及主要失效形式

工作条件差，有强烈冲击。凸模承受的冲击压应力可超过2500MPa，冲击频率很高。凹模的型腔外表和凸模的工作外表还受到剧烈的冲击摩擦，温度可达300℃。

此外，由于坯料硬度不均、端面不平，冷镦机精度不够等原因，还使凸模受到弯曲应力。

冷镦模的主要失效形式是：凸、凹模工作外表磨损严重，易产生沟痕或剥落；凸模折断，凹模开裂；凸模镦粗，凹模模口胀大、棱角堆塌等.

2．性能要求

要求有足够的硬度(凸模60-62HRC,凹模58-60HRC)、高的抗压强度和冲击韧度。尤其是凹模，需要有良好的强韧性配合，一般整个截面不能淬透，硬化层深度一般控制在1.5-4mm。硬化层过深，易碎裂、崩块；硬化层过浅，模腔易磨损、拉毛、粘模而使工件精度下降。;〔三〕冷挤压模--是常温下，在压力机上对金属以一定的速度和压力，使金属塑性变形成形的模具。

1．工作条件及主要失效形式

冷挤压成形时，有强烈的三向压应力作用，变形抗力大。挤压有色金属时，挤压力达1000MPa以上；挤压钢材时，正挤压力达2000-2500MPa，而反挤压力达3000-3500MPa。此外，模具还受到坯料塑变流动的剧烈摩擦，使模具外表局部温升可达300-400℃。凸模比凹模的工作条件更苛刻，如毛坯端面不平整，冲头与凹模不同心等，都会使冲头受到很大的弯曲应力的作用。

冷挤压凸模的失效形式：主要是断裂、塑性变形及磨损；凹模的主要失效形式是胀裂及磨损。

2．性能要求

具有高的强韧性，良好的耐磨性。一般凸模要求硬度为61-63HRC，凹模要求硬度为58-62HRC。由于冷挤压时产生较大的温升，所以还应具有一定的冷热疲劳抗力和热硬性。;〔四〕拉拔模及成形模--包括拉深模、胀形模、弯曲模和拔管模，这些模具可使板材或棒材延伸、压制成形。

1．工作条件及主要失效形式

模具工作时受载较轻，但模具外表有强烈的摩擦。凹模主要受径向张力作用，凸模主要承受轴向压缩力和摩擦力作用。

主要失效形式：成形模具主要是磨损，拉拔模除了严重磨损外，还会产生“粘附”(咬合)，即在温度和压力作用下，模腔局部外表可与坯料发生焊合，使小块坯料粘附在模腔外表形成坚硬的小瘤，这些小瘤将使制品外表产生划痕和擦伤。

2．性能要求

拉拔模性能主要要求是高的耐磨性，一般凸模硬度要求为58-62HRC，凹模硬度要求为62-64HRC；要求具有良好的抗咬合性。对成形模的耐磨性要求稍低，一般凸模硬度为54-58HRC，凹模硬度为56-60HRC，但要求较高的韧性。

;二、冷作模具钢的分类

冷作模具材料按材料的类型主要可分为钢材、硬质合金、低熔点合金、高分子材料等。

目前冷作模具主要选用钢材为主，而钢材一般选用以下几种类型：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、高速钢、基体钢等。

三.冷作模具钢的特点

由于冷作模具钢多为常温下工作，材料的塑性变形抗力大，模具的工作应力，工作条件苛刻，因此，这类模具性能一般要求高的硬度和耐磨性，足够的强度适当的韧性。

因此，冷作模具钢通常在成分上以高碳为主，以满足高硬度和高耐磨性的需要。

如果为了提高模具抗冲击能力，需增加韧性时，可选用中碳钢。

为了提高冷作模具淬透性和耐磨性，通常在高碳钢中参加碳化物Cr、Mo、W、V等元素。;

冷作模具钢的分类、性能和选用

按成分和性能可分为高碳工具钢、高碳低合金钢、高耐磨钢特殊用途冷作模具钢。

(一)低淬透性冷作模具钢—高碳工具钢和低合金工具钢;T10A适合制作要求耐磨性较高，而承受冲击载荷较小的模具；

T8A适于制作小型拉拔、拉深、挤压模具；

T12A适于制作要求高硬度、高耐磨性、韧性要求不高的切边模等

2〕热加工工艺

锻造→球化退火〔假设锻后出现粗大或严重网状碳化物时，应先进行