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模具鋼百科
從小孔成形來看凸模與凹模用鋼的介紹
來源: | 作者:13963813331 | 發布時間: 2019-08-13 | 255 次瀏覽 | 分享到:
常用儀表的指針零件如圖1所示,該零件上的孔徑尺度較小為?0.5mm,對沖孔的凸模及凹模有特殊要求。這類小孔沖模的損壞首要是磨損失效及小孔凸模折斷。
  常用儀表的指針零件如圖1所示,該零件上的孔徑尺度較小為?0.5mm,對沖孔的凸模及凹模有特殊要求。這類小孔沖模的損壞首要是磨損失效及小孔凸模折斷。
  
  成形指針的模具零件磨損失效部位首要存在于沖小孔凸、凹模刃口部位、凸模端面、凸模圓柱面以及凹模型孔表面。模具的沖裁進程:凸模與凹模組成上、下刃口,板料放在凹模上,凸模在壓力機的滑塊帶動下下行,將板料壓入凹模中,板料在通過彈、塑性變形后發生開裂分離。模具零件的磨損首要發生在沖裁進程中及沖裁完畢階段。凸模在將板料壓入凹模的最初階段,凸、凹模刃口部位遭到拉壓交替的應力,跟著沖裁次數的添加,模具零件刃口處易呈現疲勞裂紋,從而形成模具零件刃口磨損。一起,凸模端面與板料接觸面之間的沖突也會形成凸模端面磨損。在繼續將板料壓入凹模的終究階段,一般凸模伸進凹模深度為一個料厚t,隨后凸模隨壓力機滑塊上行脫離板料。但此刻未被沖入凹??變鹊陌辶蠒o緊套在凸模上,由于在沖裁時資料遭到了凸模的揉捏,發生了沿凸模徑向向外的揉捏彈性變形,沖裁一完畢資料將回彈緊抱凸模。卸下板料則需卸料力,約占沖裁力的8%左右,在卸料進程中會形成凸模外圓柱面磨損。
  
  跟著模具使用次數添加,凸、凹模刃口磨損、端面磨損以及圓柱面的磨損都從微量磨損逐步累積成過量磨損,終究導致凸、凹??障蹲兇蠹叭锌阝g化。如果凸模尺度小,強度自身缺乏,在刃口變鈍和空隙變大的狀況下很簡單形成凸模受力偏載,從而形成小凸模過早折斷,這是成形指針?0.5mm孔的小凸模簡單折斷的首要原因。
  
  怎么下降指針模具零件的磨損量是進步凸、凹模刃磨壽數的要害因素,除了優化結構設計減緩模具零件磨損,還應挑選適宜的模具零件資料。當時,指針模具常選用Cr12MoV鋼制作凸、凹模,但Cr12MoV鋼資料耐性缺乏,在使用凸模沖制?0.5mm孔的進程中易折斷、刃磨壽數短。對于小尺度凸、凹模資料的挑選首先應重視資料的耐性,7Cr7Mo2V2Si鋼經熱處理后具有較好的硬度、耐磨性,要害還具有較好的耐性。如果挑選7Cr7Mo2V2Si鋼制作成形指針小孔的凸、凹模有或許進步刃磨壽數,下降小孔凸模的折斷率。
  
  因而,對Cr12MoV鋼和7Cr7Mo2V2Si鋼制作的模具零件磨損量、刃磨壽數、小凸模折斷狀況進行比較,以驗證7Cr7Mo2V2Si鋼進步沖小孔模具使用壽數的可行性。
  
  一、實驗預備
  
  1、實驗資料
  
  實驗資料:CR12MoV
  
  Cr12MoV鋼的化學成分如表1所示,具有高的含碳量和含鉻量,Cr與碳形成Cr23C6型碳化物能極大程度地進步鋼的耐磨性、淬透性及回火穩定性;Mo與碳能形成(Fe、Mo)6C型碳化物,能進步鋼的淬透性、細化晶粒、進步共晶碳化物的均勻度和強化二次硬化作用;V的首要作用是細化晶粒,進步回火穩定性,強化二次硬化作用,添加鋼的耐磨性。Cr12MoV鋼是現在常用的模具零件資料,指針模具零件也常選用此冷作模具鋼。
  
  Cr12MoV鋼熱處理工藝選用油淬加回火處理,加熱保溫階段選用3次分步預熱處理:①預熱溫度650℃,升溫在30min內完結,保溫時刻2h;②升溫至850℃,升溫時刻為20min,保溫時刻2h;③升溫至1000℃,升溫時刻在20min內完結,保溫時刻1.5h。淬火冷卻選用油冷至油溫,回火挑選二次回火溫度190℃,每次保溫4h,終究硬度經測定為60HRC。
  
  7Cr7Mo2V2Si鋼
  
  7Cr7Mo2V2Si鋼是一種高強耐性、高耐磨性冷作模具鋼,其化學成分如表2所示。與Cr12MoV鋼所含成分比較,7Cr7Mo2V2Si鋼碳含量少了近1/2,Si元素含量添加了0.53%。碳含量削減,共晶碳化物含量也會削減,Si元素含量增多,鋼材的回火穩定性將得到進步。通過熱處理的7Cr7Mo2V2Si鋼在強度、耐性、耐磨性都比Cr12MoV鋼好。7Cr7Mo2V2Si鋼更適合制作接受高負荷的沖模零件。
  
  7Cr7Mo2V2Si鋼熱處理相同選用油淬加回火處理,具體淬火加熱保溫階段也選用3次分步預熱處理:①預熱溫度大約為650℃,升溫在30min內完結,保溫2h;②升溫至850℃,升溫時刻為20min,保溫時刻2h;③升溫至1100℃,升溫時刻在20min內完結,保溫1.5h。淬火冷卻選用油冷然后冷卻至油溫?;鼗鹋cCr12MoV鋼不相同,挑選二次回火溫度240℃,每次保溫2h,終究硬度經測定為59HRC。
  
  挑選1040℃作為終究淬火溫度,在加熱進程中,大量的碳和合金元素充沛溶入奧氏體中,淬火后,馬氏體中含碳量添加,進步馬氏體硬度,一起由于加熱溫度不高,能下降淬火馬氏體的熱應力。挑選240℃低溫回火首要是為了消除淬火應力,穩定尺度,削減熱處理變形。通過熱處理的凸、凹模零件,可獲得較高的硬度和耐磨性。
  
  2、模具設計方案及沖壓設備
  
  沖孔落料級進模
  
  圖2 沖孔落料級進模
  
  針對圖1所示的指針零件,模具設計方案挑選為沖孔落料級進模結構,所用模架為對角導柱式規范模架,如圖2所示。選用這種導向模式的模具便于操作,最大極限規避因導向問題而引起模具偏載、模具凸模彎曲等問題,從而防止模具零件的非正常磨損。要害模具作業零件凸、凹模的制作選用線切割加工,為防止線切割加工蛻變層,對相關零件選用再次回火處理。
  
  依據實驗選用的指針模具結構,按照壓力機的裝模高度、所能供給的最大沖裁力、實驗操作便利3個原則選用機型為開式可傾壓力機JN23-40A。該壓力機最大裝模高度為280mm,最大沖裁力為400kN。
  
  3、實驗方法
  
  分別選用Cr12MoV鋼和7Cr7Mo2V2Si鋼制作凸、凹模零件,模具其他零件資料及結構不變,在相同光滑條件下,在同一設備JN23-40A上進行沖裁實驗。統計在相一起間內沖裁相同數量制件后,作業零件凸、凹模的磨損量以及每副模具的終究刃磨壽數和小孔凸模折斷的次數,依據成果驗證7Cr7Mo2V2Si鋼制作指針小孔沖裁模的實用性。
  
  二、實驗成果及分析
  
  1、小孔凸模磨損量
  
  7Cr7Mo2V2Si鋼和Cr12MoV鋼小孔凸模磨損量比較
  
  圖3 7Cr7Mo2V2Si鋼和Cr12MoV鋼小孔凸模磨損量比較
  
  圖3所示為7Cr7Mo2V2Si鋼和Cr12MoV鋼在相一起間內沖裁相同多的指針狀況下,小孔凸模的磨損量比較統計圖。由圖3可見,7Cr7Mo2V2Si鋼和Cr12MoV鋼在沖裁的最初1h內,磨損狀況不同不大,由于新模具凸、凹??障缎?,此刻光滑缺乏,凸、凹模沖突劇烈,2種鋼材在此種狀況下磨損狀況相差不大。跟著時刻的推移,用7Cr7Mo2V2Si鋼的凸模磨損量比Cr12MoV鋼小,由于沖裁初始階段往后,模具凸、凹??障蹲兇?,光滑狀況變好,7Cr7Mo2V2Si鋼抗磨的優勢逐步表現,當連續作業約5h后,可明顯的發現用Cr12MoV鋼的凸模磨損急劇變大,而7Cr7Mo2V2Si鋼仍是維持在較低水平。
  
  2、模具零件刃磨壽數及折斷次數
  
  模具小凸模折斷次數
  
  模具零件的刃磨壽數狀況如表3所示,從統計數據看,在相同光滑條件下,用7Cr7Mo2V2Si鋼的凸模均勻刃磨壽數約30000件,而用Cr12MoV鋼的凸模均勻刃磨壽數約20000件,使用壽數延長了50%。
  
  模具零件刃磨壽數比較
  
  凸模折斷的原因在于模具資料耐性缺乏,從表4中統計數據看,以相同沖裁5萬件指針的狀況下,用7Cr7Mo2V2Si鋼的凸模折斷次數為0,但用Cr12MoV鋼的小孔凸模已呈現3次折斷。
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