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    冷擠壓模具的選材

         

          冷擠壓模承受很大的載荷和強烈的摩擦,要求凸模有足夠的抗壓、抗彎強度以防鐓粗、折斷;凹模要有足夠的抗拉強度和疲勞抗力以防開裂;凸、凹模均要求高耐磨性以延長使用壽命。以往,小批擠壓軟料的模具,常用60Si2Mn鋼做凸模、T10A鋼做凹模;中批量生產用復雜模具,常選用CrWMn、9CrWMn等鋼;大批生產用重載模具,常以Cr12MoV鋼做凹模,以高速鋼做凸模。
    除60Si2Mn鋼外,上述鋼種在使用中均表現出強韌性不足,凸模易折斷,凹模易脹裂。現趨向于選用GD、012A1、LD、GM和ER5等新型高強韌模具鋼,以及下列新鋼種。
    ①6W6Mo5Cr4V(代號6W6)鋼。此鋼系降碳高速鋼,碳化物減少,分布均勻,強韌性增高,耐磨性良好。主要用于取代高速鋼和Cr12型鋼制造冷擠凸模和冷鐓沖頭,壽命成倍提高。
    ②6Cr4W3Mo2VNb(代號65Nb)鋼。此鋼系基體鋼,加入少量Nb以細化晶粒,穩(wěn)定碳化物,減少馬氏體中碳量,從而進一步提高鋼的韌性。通過調節(jié)淬火和回火溫度可達到調整鋼和強韌性和耐磨性組合目的。該鋼適于制造形狀復雜的有色金屬冷擠壓模,也可用于單位壓力不超過2500MPa的鋼擠壓模。
    ③6Cr4Mo3Ni2WV(代號CG2)鋼。此鋼系調整成分的基體鋼,加Ni可進一步提高強韌性和熱疲勞抗力。淬火溫度1100~1140℃,用于冷擠模時可于520~560℃回火兩次,硬度為59~62HRC;用于溫擠、熱擠模具時則于600~650℃回火兩次,硬度為50~54HRC。
    ④硬質合金YG15、YG20和鋼結硬質合金GT35、TLMW50。其硬度高,耐磨性好,有一定的韌性,壽命很高,但制造工藝復雜,成本高,只用于大量生產的場合。
    根據需要,冷擠壓模可進行表面強化處理,除前述表面處理工藝外,還可進行硼硫復合滲、硫氮碳共滲等,以改善表面摩擦性能,防止黏著磨損失效。
    (4)冷鐓模的選材  冷鐓模沖頭和凹模的受力與冷擠壓模類似,只是加載速度大,沖擊力的大小與坯料狀況和冷鐓機的工作特性有關。
    輕載荷或小批量生產用冷鐓模,一般常用T10A、9SiCr、GCr15和60Si2Mn等鋼。T10A鋼用于小型簡單模具,9SiCr、GCr15鋼用于較精密復雜的模具,60Si2Mn鋼用于沖擊速度大、頻率高的模具。它們或韌性不足,或耐磨性不高,壽命均不長。
    重載荷或大量生產用冷鐓模,一般選用Cr12MoV鋼和高速鋼。它們韌性差,在較大沖擊下易產生崩刃、剝落、折斷和開裂,壽命很不穩(wěn)定。盡管可進行強韌化熱處理,但效果并不十分顯著。
    現在,冷鐓模選材的趨向是采用新型高強韌性模具鋼,如4Cr5Mo1V、65Nb、LD、CG2、GM和ER5等鋼,甚至可采用18Ni型馬氏體時效鋼。目前以65Nb、LD鋼應用較多,并已取得顯著效果。如用于標準件行業(yè)冷鐓模,壽命均提高幾倍以上。GM鋼兼有高耐磨和高強韌的優(yōu)良性能,用于冷鐓模可進一步提高使用壽命。
    新近研制的DT硬質合金具有高強度、高耐磨性,又有較高的韌性,能承受較大沖擊載荷,還具有良好的可鍛性、切削加工性,熱處理變形極小。用它制造冷鐓模模塊,比用9SiCr、Cr12MoV等鋼提高模具壽命20~30倍。
    冷鐓模在整體強韌化的基礎上再進行表面強化處理,對進一步提高模具壽命十分有效。常用的表面處理工藝有氮碳共滲、氣相沉積TiN和硼硫復合滲等。

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