冷作模具的选材与使用

冷作模具的选材与使用 　　形状各异的紧固件产品，之所以能够被成批生产出来，离不开模具，更离不开模具材料。 　　模具产品的质量不仅关系到紧固件品质和三性能，且直接影响到制造成本和效率。在紧固件行业的模具产品中，冷作模具占有相当市场。 　　冷作模具主要用于金属或非金属紧固件的冷成形，包括冷冲压，冷挤压和冷镦。模具质量很大程度取决于模具选材和工艺制定。 　　模具材料多采用高碳、高合金钢，工作硬度为58~60HRC。统计结果表明，对标准件制品为钢铁材料，冷挤压模具承受的平均工作应力约2500MPa，使用硬度62~64HRC，冷镦模具承受的平均工作应力约1500MPa,使用硬度58~62HRC，冷冲模具承受的平均工作应力约500MPa，使用硬度60~62HRC。其中以冷挤压模具应力最大，实际上还要承受10%~20%的随机载荷，模具局部应力要超过上述应力。 　　紧固件企业冷作模具主要失效类型是过载失效和磨损失效，约占失效总数的80%~90%。过载失效主要包括韧度不足和强度不足两类。正确的选择模具材质和制定合理热处理工艺，对于减少脆断非常有效。 　　根据文献：王家瑛《模具材料与使用寿命》、徐进《模具材料应用手册》、JB/T6058-1992《冲模用钢及其热处理技术条件》，提供部分常用冷作模具钢和推荐的典型热处理工艺及用途。 牌号 淬火温度 回火温度 硬度 用途 (ºC) (ºC) (HRC) W6Mo5Cr4V2 1190~1210 550~570 62~64 冷挤，冲头模具 Cr12MoV 1000~1020 180~200 60~62 冷冲，冷镦模具 Cr12 950~980 180~200 60~62 冷冲，冷挤模具 CrWMn 830~850 180~200 58~60 冷冲，冷挤模具 6Cr4W3Mo2VNb(65Nb) 1130~1150 520~560 60~62 冷挤，冷镦模具 7Cr7Mo2V2Si(LD) 1140~1150 550~570 58~62 冷镦，冷镦模具 6Cr4Mo3Ni2WV(CG2) 1080~1110 530~550 60~62 冷冲，切边模具 Cr8Mo2WSiV 1030~1050 520~540 61~63 冷挤，冷镦模具 Cr8Mo2SiV(DC53) 940~960 180~220 60~62 冷冲，冷挤模具 6CrNiSiMnMoV(GD) 880~900 200~220 60~62 冷冲，冷挤模具 9Cr6W3Mo2V(GM) 1110~1120 530~550 62~64 冷冲，切边模具 　　韧度不足的失效，关注点：当模具结构存在应力集中，如六方冷镦冲头尾部过渡区R≦1mm时，应力集中系数Kt=2,冷挤压冲头台阶处R=3mm时，Kt=1.3；甚至机械加工刀痕，磨削粗痕迹等均可成为薄弱环节发，产生断裂。 　　强度不足的失效，关注点：冷镦冲头硬度＜56HRC，冷挤冲头硬度＜62HRC时易出现这类失效，同时说明材料强度不足，塑性有余。