冲压、模具钢材和热处理.课件.ppt

1、模具钢生产技术的发展 模具是工业发展的基石，世界各国的制造业为了降低产品成本，提高产品质量和生产效率，改善材料利用率，节约能源，广泛地采用各种模具成型工艺代替传统的切削加工工艺。目前电子信息、汽车、机械、轻工等工业部门的产品约有60%80%的工件采用模具成型。很多产品的质量、尺寸精度、表面粗糙度、更新换代的速度和产品的成本，很大程度上取决于模具的质量、使用寿命和制造周期。作为的主要材料模具钢则是制造模具的基础，随着模具工业的迅速发展，对模具钢的数量、质量、品种、规格、性能等各个方面、不断地提出更高、更新的要求。近年来，国内外模具钢的产量、生产技术、工艺装备、质量、品种等方面都取得了比较迅速的发

2、展。 模具钢产量的发展 模具钢的产量近20年来增长很快，领先于其他钢类，模具钢的产量占合金工具钢的80%左右。我国模具钢的产量早已位居世界前列。 随着模具工作条件的日益苛刻，各国在原有的冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三大类的基础上，又相继发展了不少适应新的要求的新钢种。 1、在冷作模具钢中，所发展的材料有： 1） 高韧性、高耐磨性模具钢 这些钢C、Cr含量低于传统的Cr12型模具钢，增加了Mo、V合金数量、其耐磨性优于Cr12Mo1V1钢，韧性和抗回火软化能力则高于Cr12，如美国钒合金钢公司早期发表的Vasco Die(8Cr8Mo2V2Si)、日本大同特殊钢公司的DC53（Cr8Mo2

3、VSi），我国自行开发的则有7Cr7Mo2V2Si(LD钢)、9CrW3Mo2V2(GM钢)等，分别用于冷挤压模具，冷冲模具及高强度螺栓的滚丝模具。 2） 低合金空淬微变形钢 这类钢的特点是合金含量低（5%），淬透性、淬硬性好，100mm的工件可以空冷淬透、淬火变形小、工艺性好，主要用于制造精密复杂模具。如美国ASTM标准钢号A4（Mn2CrMo）、A6(7 Mn2CrMo)、日本大同特殊钢公司G04。我国自行研制的Gr2Mn2SiWMoV和8Cr2MnMoWVS等钢种也属于低合金空淬微变形钢，后一种钢号还兼备优良的切削性。 3） 火焰淬火模具钢 这种钢的特点是淬火温度范围宽，淬透性好。由于火

4、焰局部淬火的工艺简便、可以缩短模具制造周期，降低制造费用等特点，已经广泛地用于制造剪切、下料、冲压、冷镦等冷作模具，特别是大型镶块模具，如东风汽车公司采用我国研制的7CrSiMiMoV火焰淬火钢制造汽车大型覆盖件镶块冲模刃口材料，取得了很好的使用效果。这类钢代表性的钢号有日本爱知公司的SX5（Cr8MoV），大同特殊钢公司的G05，日本日立金属公司的HMD1。 4） 粉末冶金冷作模具钢 采用粉末冶金工艺生产的高碳高合金钢，由于钢液雾化形成的微细钢粉凝固很快，可以完全避免一般工艺生产的高碳高合金冷作模具钢在浇注后缓慢凝固产生的粗大碳化物和偏析等缺陷。特点：磨削性好，韧性好。等向性好、热处理工艺性

5、好。已发表的粉末冷冶金钢号有美国坩埚钢公司的CPM9V、GPM10V，日本日立金属的HAP40等。 钢是铁、碳和少量其它元素的合金。不锈钢或者10.5或以上铬金含量的抗腐蚀性合金钢是该类金属的通用术语。应该记住不锈钢并不是说这种地钢材不生锈或不会被腐蚀，而只不过是它比不含铬的合金的耐腐蚀性能强得多。除了铬金属之外，其它金属元素如镍、钼、钒等也可以加入合金中用于改变合金钢的性能，从而生产出不同等级、不同性能的不锈钢。因应用目的和场所的不同，仔细挑选性能最为合适的不锈钢所制造的刀具，对于你特定工作的效率和成功至关重要.刀具中不同金属元素带来的优点.简单地说：钢就是铁和碳的合金。其它成分是为了使钢材

6、性能有所区别。以下以字母顺序列出重要的钢材，他们包含以下成分:碳（Carbon)-存在于所有的钢材，是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度，我们通常希望刀具级别的钢材拥有0.5以上的碳，也成为高碳钢。铬（Chromium)-增加耐磨损性，硬度，最重要的是耐腐蚀性，拥有13以上的认为是不锈钢。尽管这么叫，如果保养不当，所有钢材都会生锈的。锰（Manganese）-重要的元素，有助于生成纹理结构，增加坚固性，和强度、及耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧，出现在大多数的刀剪用钢材中，除了A-2,L-6和CPM 420V。钼（Molybdenum）-碳化作用剂，防止钢材变脆，在高温时保持钢

7、材的强度，出现在很多钢材中，空气硬化钢（例如A-2,ATS-34）总是包含1或者更多的钼,这样它们才能在空气中变硬。镍（Nickle）-保持强度、抗腐蚀性、和韧性。出现在L-6AUS-6和AUS-8中。硅（Silicon）-有助于增强强度。和锰一样，硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。钨（Tungsten）-增强抗磨损性。将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。在高速钢M-2中就含有大量的钨。钒（Vanadium）-增强抗磨损能力和延展性。一种钒的碳化物用于制造条纹钢。在许多种钢材中都含有钒，其中M-2，Vascowear，CPM T440V和420VA含有大量的钒。而BG-42与ATS-

8、34最大的不同就是前者含有钒。钢材大体种类钢材大体种类: :1. 低碳钢 - 又称软钢, 含碳量从0.10至0.30低碳钢易於接受各种加工如锻造,焊接和切削,常用於制造链条,铆钉,螺栓,轴等。2. 中碳钢 - 含碳量从0.30至0.60, 用以制造重压锻件,车轴,钢轨等.3. 高碳钢 - 常称工具钢,含碳量从0.60至1.70,可以淬硬和回火。锤,撬棍等由含碳量0.75的钢制造;切削工具如钻头,丝攻,铰刀等由含碳量0.90至1.00的钢制造.4. 合金钢 - 钢中加入其它金属如铬, 镍, 钨, 钒等, 使具有若干新的特性。由於各种合金元素的掺入,合金钢可具有防,防腐蚀,耐热,耐磨,防震和抗疲乏

9、等不同特性。5. 高速钢 - 含有各种成份和份量, 如钨, 铬, 钒, 钴和钼等。 高速钢制成的切削工具, 可用高的速度求切削硬材料, 并能承担强力的切削。 高速钢切削工具在高的速度中仍能使刃口保持锋利, 其他钢材则可能变钝。Crl2性能：高碳、高铬类型莱氏体钢，具有较好的淬透性和良好的耐磨性。由于钢中碳质量分数最高可达 2.30%，从而钢变得硬而脆，所以冲南韧性较差，几乎不能承受较大的冲击荷载，易脆裂，而且易形成不均匀的共晶碳化物。用途：用于制造受冲击荷载较小，且要求高耐磨性的冷冲模和冲头，剪切硬且薄的金属的冷切剪刃、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉延模和螺丝滚模等。生产品种：热轧材、

10、冷拉材、锻材、热轧钢板、冷拉钢丝。Crl2Mo1V1性能：高碳、高铬类型莱氏体钢，无特殊要求时钻不作为必加元素。由于钼和钒的含量比Crl2MoV 高，故钢的组织和晶粒度进一步细化，提高了钢的淬透性、强度和韧性，使钢的综合性能更好。用途：用于制造要求高耐磨性的大型复杂冷作模具，如冷切剪刀、切边模、拉丝模、搓丝板、螺纹滚模、滚边模和要求高耐磨的冷冲模和冲头等。生产品种：热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝。Crl2MoV性能：高碳、高铬类型莱氏体钢，具有良好的淬透性，截面尺寸在400mm以下可以完全淬透，且具有很高的耐磨性，淬火时体积变化小。其碳含量比Crl2钢低很多，且加入了钼、钒，因此，钢

11、的热加工性能、冲击韧性和碳化物分布都得到了明显改善。用途：用于制造断面较大、形状复杂、耐磨性要求高、承受较大冲击负荷的冷作模具，如冷切剪刀、切边模、滚边模、量规、拉丝模、搓丝板、螺纹滚模、形状复杂的冲孔凹模、钢板深拉伸模，以及要求高耐磨的冷冲模和冲头等。生产品种：热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝。模具钢材模具钢材热处理热处理用途用途A3-模座、垫脚45HRC4245模座、垫板等Cr12HRC5255模板、强度小冲头、刀口镶件、成形镶件等Cr12movHRC5860主模板、强度冲头、刀口镶件、成形镶件等Cr12mo1v1HRC5860主模板、强度冲头、刀口镶件、成形镶件等SKD11(61

12、)HRC5862主模板、强度冲头、刀口镶件、成形镶件等DC53HRC6063主模板、强度冲头、刀口镶件、成形镶件等SKH-9HRC6265耐磨、耐冲击各种工具、高级冲模、螺丝模等SLDHRC6063高速冲模冲头、不锈钢冲头ASP-23HRC6367中炭钢或高炭钢下料、冲硬化钢板、薄冲头钨钢大批量生产模具冲头、镶件及成形镶件等中国中国美国美国日本日本德国德国英国英国法国法国前苏联前苏联国际标准化组国际标准化组织织451045S45C S48CC45IC45 080A47 C45 45C45E4CrWMnSKS3Crl2T30403(UNS)(D3) SKDl X210Crl2 BD3 X210C

13、rl2 X12 210Crl2Crl2MolVl T30402(UNS)(D2) SKDll X155CrVMo121 BD2 160CrMoVl2W6Mo5Cr4V2T11302(UNS)(M2) SKH51 S6-5-2 BM2HS6-5-2p6M5HS6-5-2(S4)金属的定义金属的定义:由一种或一种以上金属或金属与非金属互相融合而 具有金属各种性质的物质.金属的共同特性金属的共同特性: 1.固体状态时通常构成结晶体. 2.富于延展性. 3. 电热的良导体. 4.具有特殊金属光泽.铜材的硬度等级铜材的硬度等级:01/4H1/2HH 由上至下,硬度越来越高.EHSHESH 铜材代号的表示

14、方法:材料名称 形状 硬度等级如: C5191R-HC5191表示材料名称.R表示形状. 其中铜材通常有三种形状:R(Round).P(Page).W(Wire)H表示硬度等级(硬度分:维氏HV与洛氏HRC两种)名称主要成分特性黄铜(青铜)Cu+Zn(黄色)价格便宜,制造加工容易耐腐蚀性佳,颜色优美,含Zn3040最为实用一般用于平面类零件和对弹性以及寿命要求较低的端子上.另外C2680-0本公司用来车制轴承套. 如:CKX-035-324H-51(轴承套)AV(铜套)AV-5B-13(端子)磷青铜Cu+Sn+P(红色)价格一般,Cu含量很高易于电镀,弹性较好,加少量P后增加了硬度和耐磨性一般

15、用在开关部位以及夹持部位. 如: AV91-14(开关弹片)AV-14(开关弹片)常用磷青铜有C5191/ 5210两种, C5191一般用在铜环上.钛铜（铍青铜）Cu+Ti(红色,颜色比磷青铜还要深)价格贵,硬度高,弹性好.一般用在小型的支撑点较小的弹片.因为价格太贵,同时不易采购,所以在特殊情况才使用常用铜介绍常用铜介绍产品产品名称名称标标 准准中国标准中国标准牌号牌号国际标准国际标准（ISOISO）美国标准美国标准（ASMTASMT）日本标准日本标准（JISJIS）英国标准英国标准（BISBIS）德国标准德国标准（DINDIN）黄铜黄铜BrassBrassH90CuZn10C22000C

16、2200CZ101CuZn10H70CuZn30C26000C2600CZ106CuZn30H68C26200CuZn33H65CuZn35C26800C2680CZ107CuZn36H62CuZn40C28000C2720CZ109锡青铜锡青铜BronzeBronzeQSn6.5-0.1CuSn6C51900C5191PB103CuSn6QSn4-0.3CuSn4C51100C5111PB101CuSn4QSn8-0.3CuSn8C52100C5212PB104CuSn8紫铜紫铜CopperCopperT2Cu-ETPC11000C1100C101R-Cu58TP2Cu-DHPC12200C1220C106SF-Cu锌白铜锌白铜NickelNickelBZn15-20CuNi15Zn21C75400C7541NS105CuNi15Zn21BZn18-18CuNi18Zn20C75200C7521NS106CuNi18Zn20BZn18-26CuNi18Zn27C77000C7701NS107CuNi18Zn27