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一、 沖裁模具材料的選用及熱處理要求
選用沖裁模具材料應考慮工件生產(chǎn)的批量,若批量不大就沒有必要選擇高壽命的模具材料;還應考慮被沖工件的材質(zhì),不同材質(zhì)適用的模具材料亦有所不同。對于沖裁模具,耐磨性是決定模具壽命的重要因素,鋼材的耐磨性取決于碳化物等硬質(zhì)點相的狀況和基體的硬度,兩者的硬度越高,碳化物的數(shù)量越多,則耐磨性越好。常用沖壓模具鋼材耐磨性的劣優(yōu)依次為碳素工具鋼—合金工具鋼—基體鋼—高碳高鉻鋼—高速鋼—鋼結硬質(zhì)合金—硬質(zhì)合金。
此外還必須考慮工件的厚度、形狀、尺寸大小、精度要求等因素對模具材料選擇的影響。
1.傳統(tǒng)模具用鋼 長期以來,國內(nèi)薄板沖裁模用鋼為T10A、Crwmn、9MN2V、CR12和CR12MOV等。
其中T10A為碳素工具鋼,有一定強度和韌性。但耐磨性不高,淬火容易變形及開裂,淬透性差,只適用于工件形狀簡單、尺寸小、數(shù)量少的沖裁模具。
T10A碳素工具鋼的熱處理工藝為:760~810 ℃水或油淬,160~180 ℃回火,硬度59~62HRC。
Crwmn、9MN2V是高碳低合金鋼種,淬火操作簡便,淬透性優(yōu)于碳素工具鋼,變形易控制。但耐磨性和韌性仍較低,應用于中等批量、工件形狀較復雜的沖裁模具。Crwmn鋼的熱處理工藝為:淬火溫度820~840 ℃油冷 ,回火溫度200 ℃,硬度60~62HRC.9MN2V鋼的熱處理工藝為:淬火溫度780~820 ℃油冷 ,回火溫度150~200 ℃,空冷,硬度60~62HRC。注意回火溫度在200~300 ℃范圍有回火脆性和顯著體積膨脹,應予避開。
CR12和CR12MOV為高碳高鉻鋼,耐磨性較高,淬火時變形很小,淬透性好,可用于大批量生產(chǎn)的模具,如硅鋼片沖裁模。但該類鋼種存在碳化物不均勻性,易產(chǎn)生碳化物偏析,沖裁時容易出現(xiàn)崩刃或斷裂。其中,CR12含碳量較高,碳化物分布不均比CR12MOV嚴重,脆性更大一些。
CR12型鋼的熱處理工藝選擇取決于模具的使用要求,當模具要求比較小的變形和一定韌性時,可采用低溫淬火、回火(CR12為950~980 ℃淬火,150~200℃回火;CR12MOV為1020~1050 ℃淬火,180~200 ℃回火)。