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冷擠壓模具用模具鋼的材料選擇和熱處理特性
來源: | 作者:13963813331 | 發布時間: 2020-06-28 | 182 次瀏覽 | 分享到:
冷擠壓模具用模具鋼的材料選擇和熱處理特性
  冷擠壓模具用模具鋼的材料選擇和熱處理特性
  模具鋼
  冷擠壓模具:冷擠壓是在常溫下,以一定的速度在壓機上對金屬施加相當大的壓力,使金屬發生塑性變形,從而獲得所需形狀和尺寸的零件。
  
  冷擠壓模具主要由沖頭和模具組成。根據金屬坯料流動方向與沖頭運動方向的關系,冷擠壓可分為四種類型:正向擠壓、反向內擠壓、復合擠壓和徑向擠壓。
  
  冷擠壓模具的應力狀態:冷擠壓時,金屬毛坯承受很強的三維壓應力,產生很大的摩擦力。一般擠壓鋼材時,正向擠壓壓力約為2000 ~ 2500兆帕,反向擠壓壓力為3000 ~ 3250兆帕;;有色金屬材料擠壓時,擠壓力將達到1000兆帕。擠壓過程中形成的摩擦功和變形能將轉化為熱能,在擠壓過程中產生熱效應,導致模具局部表面溫度超過℃以上;另外,由于金屬毛坯端面不平整、沖頭與模具間隙不均勻、中心線不一致等因素,沖頭在擠壓過程中會承受較大的偏心載荷或側向彎曲載荷。
  
  冷擠壓模具的主要失效模式是擦傷磨損和氧化磨損。因此,冷擠壓模具必須具有高的強度和韌性、良好的耐磨性、一定的熱疲勞和足夠的回火穩定性。
  
  冷擠壓模具用模具鋼的選材應注意以下幾點:
  
  1)碳素工具鋼和低合金工具鋼的硬化能力、強度、韌性和耐磨性較差,在使用中容易斷裂、彎曲和磨損。有時擠壓模會被擠壓成鼓形,所以它應該用作擠壓應力小、批量小的正擠壓模。
  
  2)Cr12型鋼廣泛應用于正擠壓模具,但由于其韌性低、碳化物偏析嚴重,逐漸被新型冷作模具鋼所取代。
  
  3)高速鋼的抗壓強度和耐磨性是冷加工模具鋼中最高的,特別適用于制造承受高擠壓載荷的反擠壓凸模。然而,高速鋼與Cr12鋼有同樣的問題,即韌性低,易脆斷,W18Cr4V鋼更為嚴重。為了克服高速鋼的缺點并保持其優點,生產中經常采用低溫淬火來提高鋼的抗斷裂能力。
  
  4)碳還原高速鋼和基體鋼在冷擠壓模具中非常有效,碳還原高速鋼主要用于冷擠壓沖頭。然而,這兩種鋼的耐磨性對于大規模生產的模具仍然是不夠的。
  
  5)對于冷擠壓模具的大規模生產,應使用硬質合金,鋼結硬質合金是使用最廣泛的一種,通常用作冷擠壓模具。
  
  冷擠壓模具的熱處理特點:
  
  1)對于易斷裂或膨脹、對回火穩定性和耐磨性要求不高的冷擠壓模具,一般采用常規工藝的下限溫度進行淬火,以獲得尺寸細小的m,然后通過回火獲得高強度和高韌性;
  
  2)高碳高合金冷擠壓模具淬火后殘余奧氏體量大,一般采用長時間回火或多次回火來控制和穩定殘余奧氏體量,消除應力,提高韌性,穩定尺寸;
  
  3)冷擠壓模具脆性破壞(斷裂、開裂、開蓋)和韌性不足時,常采用等溫淬火工藝,等溫溫度通常在20~50℃以上。等溫淬火后,采用二次回火降低內應力和脆性,促進殘余奧氏體向M形轉變;
  
  4)進行表面強化處理以獲得高表面硬度和表面殘余壓應力;
  
  5)在使用過程中進行低溫應力消除回火。冷擠壓模具的成形部分在使用一段時間后經常進行回火處理,其主要目的是消除使用過程中產生的應力以及由于擠壓載荷的交變作用而引起的應力集中和疲勞。
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