冷作模具

冷作模具 篇1

冷作模具钢用来制作金属冷变时使用的模具, 例如冷挤压模、冷镦模、拉拔模等。一般情况下, 冷作模具钢的工作温度不超过200—300℃。

冷作模具在工作时, 由于被加工材料的变形抗力比较大, 模具的工作部分承受很大的压力、弯曲力、冲击力以及摩擦力, 这就使得冷作模具的主要损坏形式为:磨损、断裂、崩刃以及变形。因此, 冷作模具钢经过适当热处理后, 应该具备以下几点基本性能: (1) 较高的抗弯强度和硬度 (2) 足够的韧性 (3) 较好的耐磨性 (4) 较好的淬透性 (5) 较小的变形及开裂倾向。因为冷作模具钢是冷态成形, 所以对红硬性方面没有较高要求。

冷作模具钢的选用一般需要依据模具工作时的受力情况以及使用条件来考虑, 主要分为以下三种: (1) 尺寸较小、形状相对简单、工作载荷较轻的冷作模具选用碳素工具钢 (2) 尺寸较大、形状相对复杂但工作载荷较轻的冷作模具选用低合金刀具钢 (3) 尺寸较大、形状相对复杂、工作载荷较重的冷作模具选用中合金或者高合金钢。

1 635钢简介

1.1 化学成分

635钢是一种铬钼钒冷作合金工具钢, 其化学成分见表一。

635钢中含有的合金元素在其中所起的作用如下:铬能显著提高强度、硬度和耐磨性, 但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。钼能使钢的晶粒细化, 提高淬透性和机械性能。钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒, 提高强度和韧性。

1.2 性质

常温下, 其密度为7770kg/m3, 弹性系数为194000N/mm2, 比热为455J/kg℃。随着温度升高, 密度有所降低。接近室温时, 其抗压强度及屈服强度如表二。

2 635钢热处理简介

淬火易采用高速循环气体或者空气为介质, 使其在200—550℃的盐浴炉中分级淬火, 再在空气中进行冷却。若使用油冷方式, 需注意尺寸变化及开裂现象。模具温度降至60℃左右时, 应马上进行回火处理。

钢材经过粗加工后, 需消除残余应力, 措施一般为:将其加热至650℃, 均热两小时, 再置于炉中缓慢冷却至500℃, 然后空冷。根据要求的硬度, 选择适当回火温度。回火应该至少两次, 每次回火后均需冷却至室温, 保温2小时以上时间。

热处理过程中的尺寸变化与热处理温度、设备以及淬火介质均有一定关系。模具的尺寸和几何形状也有着很大的影响, 因此模具应留有足够的加工余量用来调整变形。

3 635钢在冷作模具中的应用

目前, 大多数冲压模具采用传统的炼钢技术生产的刚才制作而成, 例如D2、D3、D6。这些钢种的耐磨性以及硬度范围基本能满足使用要求。但是, 由于这些钢材的韧性低、焊接性能较差, 常常造成生产效率低, 而且模具失效后的维修费用高。635钢的发展克服了以上缺陷, 可以获得最佳的经济效益。

635钢在冷作模具中的应用主要有以下几个方面:一般的冲压和成形、厚板的冲压和成形、深度拉伸、压花模、形状复杂的冷挤模、冷轧、剪切刀刃以及原型工具。另外635钢还广泛应用于塑料模具的制造。例如:增强塑胶材料的模具、压塑模具等等。

4 结语

在冲压行业, 不锈钢和表面涂层钢正逐渐获得更为广泛的使用。由于及时供货的生产方式和提高生产率的需求, 对模具寿命的要求也越来越高。选用传统的工具钢所制成的冲压模具, 由于性能较差使得生产率相对较低。635钢优良的综合性能, 不但满足了现代化生产方式的要求, 更能保证高度的安全性, 一定会在冷作模具行业得到认可和推广使用。

摘要：本文介绍了新型钢种635的一般性质及热处理方法, 列举了其作为冷作模具钢的典型应用, 探讨了用其代替传统工具钢制造冷作模具的前景。

关键词：635,冷作模具钢

参考文献

[1]黄晓艳、刘源、刘波.冷作模具钢的选材与热处理[J].模具制造, 2008 (8) .

[2]崔崑.国内外模具用钢发展概况[J].金属热处理, 2007 (01) .