托板冲裁模具材料选择及热处理

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1、托板冲裁模具材料选择及热处理单位：重庆工业职业技术学院部门：机械工程学院设计者：肖科科指导老师：赵国际日期：2013.5.10～2013.5.14冲压件：托板生产批量：大批量材料：08FT=2mm一、制件分析：1、产品形状：由图可知该产品形状简单，精度要求低，只有中心有一个直径为10cm的孔，两端有直径为8的圆弧。2、尺寸及材料：有零件图可知该零件的尺寸较小属于中小型件，材料为08F，该零件为大批量生产。二、模具分析：1：模具结构及工作原理:该模具为复合模具，由于该零件精度要求不高，所以以先落料后冲孔的加工方法为最终的加工方法。2：工作原理：先是落料凹模冲出零件的外形然后冲孔凸模冲出中

2、心孔，然后分模有弹簧的弹力把零件推出模具。三、工况条件分析：1：工作在荷：由资料得知该模具选择J23-25开式双柱可倾式压力机所以该模具的载荷为轻载荷。2：模具的失效的形式：由于该模具选用的是冷冲裁模，其主要的失效形式为磨损，但是由于该零件的厚度大于1.5cm所以其失效形式还有崩刃、断裂。当刃口磨损严重时会使冲切零件产生毛刺，此时磨具就会因模具超差不能使用。3：模具材料的要求：冷冲裁模模具钢需要有较高的耐磨性，而厚板冲裁模具要求除了较高的耐磨性、抗压屈服点外，为防止磨具崩刃或断裂，还应该具有较高的强韧性，还有较高的强度，硬度。三、材料分析：由于该零件的批量为大批量且形状简单，冲裁裁量厚

3、度小于4cm所以在这里我选用的材料为。T10A、CrWMn、Cr12和Cr12MoV根据《模具材料及表面处理》p37表2—45所得。其中T10A为碳素工具钢，有一定强度和韧性。但耐磨性不高，淬火容易变形及开裂，淬透性差，只适用于工件形状简单、尺寸小、数量少的冲裁模具。T10A碳素工具钢的热处理工艺为：760~810℃水或油淬，160~180℃回火，硬度59~62HRC。CrWMn是高碳低合金钢种，淬火操作简便，淬透性优于碳素工具钢，变形易控制。但耐磨性和韧性仍较低，应用于中等批量、工件形状较复杂的冲裁模具。CrWMn钢的热处理工艺为：淬火温度820~840℃油冷，回火温度200℃，硬度

4、60~62HRC。9Mn2V钢的热处理工艺为：淬火温度780~820℃油冷，回火温度150~200℃，空冷，硬度60~62HRC。Cr12和Cr12MoV为高碳高铬钢，耐磨性较高，淬火时变形很小，淬透性好，可用于大批量生产的模具，如硅钢片冲裁模。但该类钢种存在碳化物不均匀性，易产生碳化物偏析，冲裁时容易出现崩刃或断裂。其中，Cr12含碳量较高，碳化物分布不均比Cr12MoV严重，脆性更大一些。Cr12型钢的热处理工艺选择取决于模具的使用要求，当模具要求比较小的变形和一定韧性时，可采用低温淬火、回火（Cr12为950~980℃淬火，150~200℃回火；Cr12MoV为1020~1050

5、℃淬火，180~200℃回火）。若要提高模具的使用温度，改善其淬透性和红硬性，可采用高温淬火、回火（Cr12为1000~1100℃淬火，480~500℃回火；Cr12MoV为1110~1140℃淬火，500~520℃回火）。高铬钢在275~375℃区域有回火脆性，应予避免。综上所述该模具材料选Cr12MoV三、制造工艺路线：用Cr12MoV刚制作的冷冲裁模具，其设计硬度为58~62HRC，正常使用的模具寿命为每模20万件以上。1：制造工艺路线:由图可知该零件为一般冷作模具所以其工艺路线为,下料——锻造——球化退火——机械加工成型——淬火与回火——钳修装配。根据《模具材料及表面处理》P4

6、6得。其中锻造工艺为始锻温度为1000~1100℃，终锻温度为800~850℃锻造方法为墩粗——拔长——墩粗。2：工艺分析：a材料选择Cr12MoV刚属于高耐磨微变形冷作磨具钢，其特点是具有较高的淬透性、微变形、高热稳定性、高抗弯曲度、仅次于高速钢，是冷冲模的重要材料。b锻造工艺：Cr12MoV钢属于高碳高铬钢，其特点是升温速度慢，锻造温度范围窄。在锻造方法上，对于Cr12MoV钢这样的高碳高铬钢，一般采用变向锻造法，即多向反复墩粗——拔长——墩粗，而且要严格按照正确的锻造工艺进行，以使材料组织中粗大的条状块状碳化物充分破碎，消除带状物质的存在，以获得均匀的显微组织和力学性能。C热处理

7、工艺：Cr12MoV钢导热性差，因而在淬火时需要根据模具的尺寸与复杂程度进行两次以上的预热，以减少模具内外的温差，降低材料的内应力，有效改善碳化物的分布形态，为淬火时组织和性能的最佳配合创造条件，有效的提高模具的使用寿命。适当提高回火温度，可以减小模具的内应力。均匀热处理后的显微组织，获得所需的力学性能。三、热处理：七、其它零件的选择：名称材料标准热处理硬度/HRC上、下模座Q235GB9437垫块45GB69943-48导柱、导套20GB94