在沖壓模具中,使用了各種金屬材料和非金屬材料,主要有碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄鋼、硬質(zhì)合金、低熔點合金、鋅基合金、鋁青銅、合成樹脂、聚氨脂橡膠、塑料、層壓樺木板等。
制造模具的材料,要求具有高硬度、高強(qiáng)度、高耐磨性、適當(dāng)?shù)捻g性、高淬透性和熱處理不變形(或少變形)及淬火時不易開裂等性能。
合理選取模具材料及實施正確的熱處理工藝是保證模具壽命的關(guān)鍵。對用途不同的模具,應(yīng)根據(jù)其工作狀態(tài)、受力條件及被加工材料的性能、生產(chǎn)批量及生產(chǎn)率等因素綜合考慮,并對上述要求的各項性能有所側(cè)重,然后作出對鋼種及熱處理工藝的相應(yīng)選擇。
1. 生產(chǎn)批量
當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量很大時,模具的工作零件凸模和凹模的材料應(yīng)選取質(zhì)量高、耐磨性好的模具鋼。對于模具的其它工藝結(jié)構(gòu)部分和輔助結(jié)構(gòu)部分的零件材料,也要相應(yīng)地提高。在批量不大時,應(yīng)適當(dāng)放寬對材料性能的要求,以降低成本。
2. 被沖壓材料的,性能、模具零件的使用條件
當(dāng)被沖壓加工的材料較硬或變形抗力較大時,沖模的凸、凹模應(yīng)選取耐磨性好、強(qiáng)度高的材料。拉深不銹鋼時,可采用鋁青銅凹模,因為它具有較好的抗粘著性。而導(dǎo)柱導(dǎo)套則要求耐磨和較好的韌性,故多采用低碳鋼表面滲碳淬火。又如,碳素工具鋼的主要不足是淬透性差,在沖模零件斷面尺寸較大時,淬火后其中心硬度仍然較低,但是,在行程次數(shù)很大的壓床上工作時,由于它的耐沖擊性好反而成為優(yōu)點。對于固定板、卸料板類零件,不但要有足夠的強(qiáng)度,而且要求在工作過程中變形小。另外,還可以采用冷處理和深冷處理、真空處理和表面強(qiáng)化的方法提高模具零件的性能。對于凸、凹模工作條件較差的冷擠壓模,應(yīng)選取有足夠硬度、強(qiáng)度、韌性、耐磨性等綜合機(jī)械性能較好的模具鋼,同時應(yīng)具有一定的紅硬性和熱疲勞強(qiáng)度等。
3. 材料性能
應(yīng)考慮材料的冷熱加工性能和工廠現(xiàn)有條件。
4. 降低生產(chǎn)成本
注意采用微變形模具鋼,以減少機(jī)加工費用。
5. 開發(fā)專用模具鋼
對特殊要求的模具,應(yīng)開發(fā)應(yīng)用具有專門性能的模具鋼。
6. 考慮我國模具的生產(chǎn)和使用情況
選擇模具材料要根據(jù)模具零件的使用條件來決定,做到在滿足主要條件的前提下,選用價格低廉的材料,降低成本。