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模具钢百科
冷挤压模具用模具钢的材料选择和热处理特性
来源: | 作者:13963813331 | 发布时间: 2020-06-28 | 1615 次浏览 | 分享到:
冷挤压模具用模具钢的材料选择和热处理特性
　　冷挤压模具用模具钢的材料选择和热处理特性
　　模具钢
　　冷挤压模具:冷挤压是在常温下，以一定的速度在压机上对金属施加相当大的压力，使金属发生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的零件。
　　
　　冷挤压模具主要由冲头和模具组成。根据金属坯料流动方向与冲头运动方向的关系，冷挤压可分为四种类型:正向挤压、反向内挤压、复合挤压和径向挤压。
　　
　　冷挤压模具的应力状态:冷挤压时，金属毛坯承受很强的三维压应力，产生很大的摩擦力。一般挤压钢材时，正向挤压压力约为2000 ~ 2500兆帕，反向挤压压力为3000 ~ 3250兆帕；；有色金属材料挤压时，挤压力将达到1000兆帕。挤压过程中形成的摩擦功和变形能将转化为热能，在挤压过程中产生热效应，导致模具局部表面温度超过℃以上；另外，由于金属毛坯端面不平整、冲头与模具间隙不均匀、中心线不一致等因素，冲头在挤压过程中会承受较大的偏心载荷或侧向弯曲载荷。
　　
　　冷挤压模具的主要失效模式是擦伤磨损和氧化磨损。因此，冷挤压模具必须具有高的强度和韧性、良好的耐磨性、一定的热疲劳和足够的回火稳定性。
　　
　　冷挤压模具用模具钢的选材应注意以下几点:
　　
　　1)碳素工具钢和低合金工具钢的硬化能力、强度、韧性和耐磨性较差，在使用中容易断裂、弯曲和磨损。有时挤压模会被挤压成鼓形，所以它应该用作挤压应力小、批量小的正挤压模。
　　
　　2)Cr12型钢广泛应用于正挤压模具，但由于其韧性低、碳化物偏析严重，逐渐被新型冷作模具钢所取代。
　　
　　3)高速钢的抗压强度和耐磨性是冷加工模具钢中最高的，特别适用于制造承受高挤压载荷的反挤压凸模。然而，高速钢与Cr12钢有同样的问题，即韧性低，易脆断，W18Cr4V钢更为严重。为了克服高速钢的缺点并保持其优点，生产中经常采用低温淬火来提高钢的抗断裂能力。
　　
　　4)碳还原高速钢和基体钢在冷挤压模具中非常有效，碳还原高速钢主要用于冷挤压冲头。然而，这两种钢的耐磨性对于大规模生产的模具仍然是不够的。
　　
　　5)对于冷挤压模具的大规模生产，应使用硬质合金，钢结硬质合金是使用最广泛的一种，通常用作冷挤压模具。
　　
　　冷挤压模具的热处理特点:
　　
　　1)对于易断裂或膨胀、对回火稳定性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进行淬火，以获得尺寸细小的m，然后通过回火获得高强度和高韧性；
　　
　　2)高碳高合金冷挤压模具淬火后残余奥氏体量大，一般采用长时间回火或多次回火来控制和稳定残余奥氏体量，消除应力，提高韧性，稳定尺寸；
　　
　　3)冷挤压模具脆性破坏(断裂、开裂、开盖)和韧性不足时，常采用等温淬火工艺，等温温度通常在20~50℃以上。等温淬火后，采用二次回火降低内应力和脆性，促进残余奥氏体向M形转变；
　　
　　4)进行表面强化处理以获得高表面硬度和表面残余压应力；
　　
　　5)在使用过程中进行低温应力消除回火。冷挤压模具的成形部分在使用一段时间后经常进行回火处理，其主要目的是消除使用过程中产生的应力以及由于挤压载荷的交变作用而引起的应力集中和疲劳。
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