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冷挤压模具的模具钢材选材及热处理特点
  • 作者:admin
  • 发布时间:11-11-12 17:31
  • 点击数:13
  • 文章来源:东莞市锐鑫特殊钢材有限公司

冷挤压模具的模具钢材选材及热处理特点
冷挤压模具: 冷挤压是在常温下利用模具在压力机上对金属以一定的速度施加相当大的压力,使金属产生塑性变形,从而获得所需形状和尺寸的零件。
冷挤压模具主要是由凸模(冲头)和凹模组成的。根据金属坯料的流动方向与凸模运动方向之间的关系,可将冷挤压分为正向挤压、反内挤压、复合挤压和径向挤压四种类型。
冷挤压模具受力状况:在进行冷挤压加下时,金属坯料承受强烈的三向压应力,同时产生很大的摩擦力。一般在挤压钢材时,正挤压力约为2000~2500MPa,反挤压力为3000~3250MPa;在挤压有色金属材料时,其挤压力也会达到1000MPa。在挤压时形成的摩擦功和变形能会转化为热能,产生挤压中的热效应,导致模具的局部表面产生400℃以上的高温;此外,出于金属坯料端面不平整、凸模与凹模之间的间隙不均匀和中心线不一致等因素,还会使凸模在挤压时承受很大的偏载或横向弯曲载荷。
冷挤压模具主要正常失效方式:擦伤磨损和氧化磨损。故冷挤压模必须有高的强韧性,良好的耐磨性,一定的热疲劳性和足够的回火稳定性。
冷挤压模具的模具钢材选材应注意以下几点:
1)碳素工具钢和低合金工具钢淬硬性、强韧性和耐磨性较差,使用中易折断、弯曲和磨损,有时挤压模具会被压成鼓形只宜作挤压应力较小、批量不大的正挤压模具。
2)Cr12型钢是正挤压模具普遍采用的钢种但在使用中因韧性低、碳化物偏析严重,其脆断倾向大,因而正逐步新型冷作模具钢替代。
3)高速钢的抗压强度、耐磨性在冷作模具钢中最高特别适宜制作承受高挤压负荷的反挤压凸模。但高速钢与Cr12型钢有同样的问题即韧性低易脆断,W18Cr4V钢更严重。为克服高速钢的缺点,保持其优点,生产中常用低温淬火来提高钢的断裂后抗力。
4)降碳型高速钢和基体钢用于冷挤压模具效果十分显著,降碳型高速钢主要用于冷挤压冲头。但对于大批量生产的模具,这两类钢的耐磨性还欠缺。
5)对于大批量生产的冷挤压模具,应采用硬质合金,应用最多的是钢结硬质合金,常用来作冷挤压凹模。
冷挤压模具的热处理特点:
1)对于易断裂或胀裂,回火抗力和耐磨性要求不高的冷挤压模具,一般采用常规工艺的下限温度淬火,以便获得尺寸细小的M,再经回火就可以得到高的强韧性;
2)高碳高合金制冷挤压模具,淬火后残余奥氏体量较多,一般采用较长时间的回火或多次回火,以便控制和稳定残余奥氏体量,消除应力,提高韧性,稳定尺寸;
3)对于以脆性破坏(折断、劈裂和脱帽)为主,韧性不足的冷挤压模具常采用等温淬火工艺,其等温温度常在Ms以上20~50℃范围内,经等温淬火后再采用二次回火以减少内应力和脆性,促使残余奥氏体转化为M回;
4)应用表面强化处理以获得高的表面硬度和表面残余压应力;
5)在使用过程中进行低温去应力回火。冷挤压模具在使用一段时间后常将模具的成型部位再进行了回火,其主要目的是消除使用过程中产生的应力,消除由于挤压载荷交变作用引起的应力集中和疲劳。

 

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