模具失效与防护第三章.pptx

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1、第三章模具的选材及热处理据调查表明，模具失效的因素中，模具的材料和热处理是影响寿命的主要因素，其比例约占70％。模具的失效因素第一节模具材料概述一、模具材料的分类1.按模具类别的不同分：冷作模具材料、热作模具材料、塑料模具材料、其它模具材料。2.按材料的类别分：二、模具选材的一般原则三、模具选材的具体考虑因素（一）模具的工作条件因素1.载荷的受力大小、速度（冲击状况）受力大，材料要求强度高；冲击大，则韧性要求好。2.工作温度模具的工作温度不同，材料的抗热性能要求也不同。3.腐蚀情况腐蚀严重时，要考虑不锈钢类材料。（二）模具的失

2、效因素（三）模具所加工的产品因素1.产品批量的大小2.产品质量的高低3.产品的材质（四）模具的结构因素1.模具的大小2.模具的形状3.模具的不同组件、不同部位1）不同组件模具组成：工作零件与辅助零件。工作零件：直接与加工材料接触，要求材料性能比辅助零的高。2）不同部位工作部位（型面或刃部）：硬度、耐磨性、抗热性等要求更高。非工作部位（模体）：硬度、耐磨性、抗热性等可适当降低，但要保证一定的强韧性，有时可采用表面强化或组合、镶嵌结构。（五）模具的制造工艺因素（六）模具的设计因素1.不同模具采用不同结构材料2.低级材料强化处理四、

3、模具材料的发展趋势1.由于压力加工工艺迅速发展、新工艺不断出现、对模具的各种要求越来越高，所以对模具材料的性能要求也越来越高。2.近年来，模具热处理新技术，特别是表面强化处理工艺发展很快，出现用碳钢及低合金钢等低级材料进行表面强化处理代替高合金钢的动向。3.根据生产发展需要和本国资源情况，模具钢号不断筛选精简、补充更新。4.当前模具材料以工具钢为主，也使用高强度结构钢、粉末冶金材料、有色金属和塑料等。第二节冷作模具的选材及热处理一、冷冲裁模材料及热处理1.工作条件主要受冲击力、剪切力。而模具的刃部可看成特殊的剪刀，承受冲击、剪

4、切、弯曲和挤压（冲头），并产生强烈摩擦。2.失效形式主要为磨损、崩刃失效。3.性能要求要求高的硬度、高的耐磨性，一定的韧性，较高的抗弯强度和高的断裂抗力。（一）薄板冷冲材模（板厚≤1.5mm）1.传统模具材料1）小批量（1000件以下）冲裁软料薄板选材：碳素工具钢T8A、T10A，甚至锌合金或加镶钢皮刃口的锌合金。2）中批量（103～105件）生产的中负荷模具选材：低合金工具钢，如9Mn2V、9CrWMn、CrWMn、GCr15等钢种。3）大批量（106件）选材：可选用高耐磨的Cr12型模具钢，负荷较大的易损小冲头趋向于选用承

5、载能力更高的高速钢W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。4）生产批量特大时选材：硬质合金，YG10X、YG15等。2.新型模具用钢（1）高耐磨微变形中铬模具钢主要钢种：Cr5Mo1V、Cr6MoV、Cr4W2MoV、Cr2Mn2SiWMoV等。Cr5Mo1V、Cr6MoV：应用：广泛用于各种五金冷冲模以及承受较大冲击的大型复杂冲裁模。Cr4W2MoV模具钢：应用：主要用来替代Cr12型模具钢制造硅钢片冲裁模，并提高其使用寿命。Cr2Mn2SiWMoV模具钢：应用：主要用于制造轻载精密复杂冷冲模。（2）高耐磨高强韧模具钢钢号：

6、Cr6W3Mo3V（代号GM）、Cr8MoWV3Si（代号ER5）。成分特点：C、Cr含量比Cr12型模具钢有较大幅度的减少，并加入一定量的W、Mo、V等合金元素，钢的成分配比合理。b.组织特点：热处理组织为高强韧基体和均匀分布的细小碳化物。c.性能特点：强韧性、硬度、耐磨性均优于Cr12型模具钢。应用：可用来制造要求高耐磨同时又要求高韧性的模具。（3）高强韧低合金模具钢钢号：6CrNiSiMnMoV（代号GD）应用：用这些钢制作细长或薄片凸模，复杂、大型、薄壁凸凹模等，可有效地解决崩刃、断裂等早期失效问题，显著提高冲裁模的使

7、用寿命。（4）火焰淬火模具钢钢号：7CrSiMnMoV（代号CH）应用：可用于制造多孔位、形状复杂的薄板冲裁模、切边模和整形模。3.硬质合金和钢结硬质合金1）硬质合金a.承受较小冲击的冷冲模，可选用YG10X，其硬度88.5HRA，抗弯强度1700MPa；b.承受中等冲击的冷冲模，可选用YG15，其硬度87.5HRA，抗弯强度2000MPa；c.承受较大冲击的冷冲模，可选用YG20C，其硬度86HRA，抗弯强度2600MPa。2）钢结硬质合金特点：性能介于高速钢和硬质合金之间。它既有高硬度、高耐磨性、高弹性模量的特

8、点，又有较高的抗压，抗弯强度和韧性，还可以进行锻造、焊接各种机加工和热处理，能够做出较复杂的模具。常用钢号：GT35、TLMW50、GW50等。冷冲模常用钢结硬质合金（二）厚板冷冲裁模1.传统模具用钢钢号：常用传统钢种有T8A、9SiCr、60Si2Mn、5CrW2Si、6C