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轉發自：第53卷第1期 鍛（duàn）壓裝備與製造技術 2m8年2月

Vol. 53 No. 1 CHINA METALFORMING EQUIPMENT & MANUFACTURING TECHNOLOGY Feb. 2018

作者：張田榮

（甘（gān）肅機電職業技術學院，甘肅天水741001）

摘（zhāi）要：模具材料的性能和熱處理工藝對模具壽命有著決定性的影響。

本文具體分析了（le）模具材料的性能、種類及特性，介紹了模具選材（cái）的具體原（yuán）則。

關鍵詞：衝壓模具（jù）鋼；性能分析；選材

中圖分（fèn）類號：TG385，2文獻標識碼.•B

DOI：10· 16316樂issn．1672一012L201 &0L027文章編（biān）號：1672一0121（2018）01一0098一03

模具材料是（shì）模具製（zhì）造業的基礎，它的（de）研究開發帶動工（gōng）業產品向高級化、個體（tǐ）化（huà）、高附加值化的方向發展。

在衝壓模具失效的諸多因素中，材料（liào）已成為影響（xiǎng）其壽命的最主要（yào）因素。

因（yīn）此，在設計（jì）模具時，恰當選擇模具材料，是保證模具生產既（jì）經（jīng）濟合理又安全可（kě）靠的關鍵因素。

1衝（chōng）壓模具（jù）材料的性能要（yào）求

1 · 1對模具（jù）材料的使用性能（néng）要求

（1） 強度和硬度。強度是指材料（liào）承受載荷後抵抗發（fā）生斷裂或超過容許限度的殘餘變形的能力，是衡量材料本身承載能力（lì）、抵抗失效能力的重要指標，可通過熱處理方法提高模具鋼的強度。

材料局部抵抗硬物壓人其表麵的能力稱為硬度，主要包括劃痕硬度，壓人硬度和回跳硬度。

通常（cháng），對於小型（xíng）簡單（dān）產品的模芯硬度控製在HRC50一52，對於大型（xíng）模具或複雜模具，模芯的硬（yìng）度控製在HRC46一48。

（2） 耐磨性和抗粘咬性。

模具的磨損主要有機械磨損、氧化磨損和熔融（róng）磨損。

模具在工作時，承受大的壓應（yīng）力和強烈（liè）摩擦（cā）力，為減小機械磨損，就要保證材料中碳化物（wù）或其他硬度相的組成、形貌和分布比較合（hé）理。

對於重載、高速磨損條件下服役的模具，為防止形成金屬瘤，要求模具（jù）鋼表麵能形成薄而致密粘附性好的氧化膜，減少模具和製件產（chǎn）生粘咬、焊合等氧化磨損和熔融磨損。

（3） 韌性。韌（rèn）性是指當模具鋼（gāng）承（chéng）受應力時對折斷（duàn）的抵抗，其定義為材（cái）料在（zài）破裂前所能吸收的能量與體積（jī）的比值。

模具在工（gōng）作時承受一定的衝擊載（zǎi）荷，可（kě）能會造（zào）成模具成形零件的斷裂、變形等破壞。

鋼的（de）韌性、強度和耐磨性是相互矛盾的，要合理地選（xuǎn）擇鋼的化（huà）學（xué）成分並且采用合理的熱加工和熱處（chù）理工藝，以（yǐ）使模具材料的耐磨性、強度和韌性達到最佳配合

（4） 抗疲勞性。抗疲（pí）勞性是反映材料在交變（biàn）載荷作用下抵抗疲勞破壞的性能指標，主要包括疲勞強度疲勞裂紋萌生力、疲勞裂紋擴展抗力、小能量多衝（chōng）抗力等。

導致模具疲勞的因素有：鋼中帶（dài）狀和（hé）網狀碳化物粗大晶粒；模具表麵有微小刀痕、凹槽及截麵尺寸變（biàn）化過大和表麵脫碳等

1.2對模具材料的工（gōng）藝性能要求

（1） 鍛（duàn）造性能。鍛造（zào）能（néng）減（jiǎn）少模具材料的機械（xiè）加工餘量，改善材料的（de）內部缺陷，如碳（tàn）化物偏析、減少有害物質、改善鋼的組織狀態等。

對鍛造性能的要求是：熱鍛變形抗力低、塑（sù）性好、鍛造（zào）溫度範（fàn）圍寬，鍛裂、冷裂及網狀碳化物的傾向性小。

（2） 機械加工性能（néng）。

冷衝壓模具鋼主要屬於過共析鋼和萊（lái）氏體鋼，大多加工性能較（jiào）差。

為獲得良好的切削加工性，需要正確選擇熱處理方法。對於表麵質量要求（qiú）高的模具（jù）可選用含s、ca等元素的易切削模具鋼

（3） 熱處理性能。熱處理工藝性能主要包括：淬透性，淬硬性，耐回火性，過熱敏感性，氧化脫碳傾向，淬（cuì）火變形和開（kāi）裂傾向等。

熱處（chù）理工藝的好壞，對模具質量影響較大。

一般要求有較大的淬硬（yìng）性和淬透性，淬火溫度範圍寬，過熱（rè）敏（mǐn）感性小，脫碳敏感性低，淬火（huǒ）、回火後的變形（xíng）程度小。

2衝壓（yā）模具材料的種類與特性

2.1碳素工具鋼

碳素工具鋼（gāng）中碳的質（zhì）量分（fèn）數在（0· 6一1.3）％範圍（wéi）內，優點是原料來源方便，加工性能（néng）良好，淬火溫度低，熱處理後具有較高（gāo）的表麵硬度和較好（hǎo）的耐磨性（xìng）。

缺點是淬透性低，淬火溫（wēn）度範圍窄，淬火變形大，較大的（de）模具不能淬透，而且表麵（miàn）淬硬層和中心部分之問的硬度值相差很大，容易使模具在淬火時開裂（liè）。

主要用於製造尺寸不大、形（xíng）狀簡單、受負荷輕的模具零

2·2高碳低（dī）合（hé）金（jīn）鋼

高碳低合金鋼中碳的質量分數（shù）一般都（dōu）較高（類別 常用鋼種 用途碳素工具鋼 T7A,T8A,T10A,T12A,T13尺寸小、形狀簡單輕負荷的冷作模具

低合金工具鋼 9Mn2V，CrWMn ,9SiCr，Cr2，9CrWMn，7CrSiMnMoV 形狀複（fù）雜、輕負荷的冷作（zuò）模具中合（hé）金或（huò）高合金模具鋼 Cr4W2MoV，Cr15M01V,Cr12，Cr12MoV，Cr12MolV 尺寸大、形狀複雜（zá）、重負荷的冷作模具高速鋼、硬質合金等高檔材料 W6M05Cr4V2 ,YG8，YGIOH，YG25 尺寸精度要求高、壽命長的模具0·6％），是在碳素（sù）工具鋼的基礎上加人適量的cr、 Ni、MO、Ti、w、v、Si、Mn等合金元（yuán）素（sù）冶煉而成。

合金元素的（de）加（jiā）人提高（gāo）了過冷奧氏體的穩定性、淬透性，降低了淬火冷卻速（sù）度，減少了淬火熱應力（lì）和組織應力，減（jiǎn）弱了淬火變形及開裂傾向，被廣泛用來製作形狀複雜、截麵（miàn）較大、承受負荷（hé）較大（dà）、變形較小的中、小型冷作模具。

2·3高碳高鉻冷作模具鋼

高碳高鉻冷作（zuò）模具鋼是一（yī）種（zhǒng）高合金鋼，具有高（gāo）強度、高硬度、高耐磨性（xìng）、易淬透、穩定性高（gāo）、抗壓強