一. 彩石金屬瓦模具材料的選用及熱處理要求
彩石金屬瓦模具材料應(yīng)考慮工件生產(chǎn)的批量,若批量不大就沒有必要選擇高壽命的模具材料;還應(yīng)考慮被沖工件的材質(zhì),不同材質(zhì)適用的模具材料亦有所不同.對于沖裁模具,耐磨性是決定模具壽命的重要因素,鋼材的耐磨性取決于碳化物等硬質(zhì)點相的狀況和基體的硬度,兩者的硬度越高,碳化物的數(shù)量越多,則耐磨性越好.常用沖壓模具鋼材耐磨性的劣優(yōu)依次 為碳素工具鋼—合金工具鋼—基體—高碳高鉻鋼—高速鋼—鋼結(jié)硬質(zhì)合金—硬質(zhì)合金.
此外還考慮工件的厚度,、形狀,、尺寸大小、精度要求等因素對模具材料選擇的影響.
1.傳統(tǒng)模具用鋼 長期以來,國內(nèi)薄板沖裁模用鋼為T10A,、CrWMn,、9Mn2V、Cr12和Cr12MoV等.
其中T10A為碳素工具鋼,有一定強度和韌性.但耐磨性不高,淬火容易變形及開裂,淬透性差,只適用于工件形狀簡單,、尺寸小,、數(shù)量少的沖裁模具.
T10A碳素工具鋼的熱處理工藝為:760~810 ℃水或油 淬,160~180 ℃回火,硬度59~62HRC.
CrWMn、9Mn2V是高碳低合金鋼種,淬火操作簡便,淬透性優(yōu)于碳素工具鋼,變形易控制.但耐磨性和韌性仍較低,應(yīng)用于中等批量,、工件形狀較復(fù)雜的沖裁模具.CrWMn鋼的熱處理工藝為:淬火溫度820~840 ℃油冷 ,回火溫度200 ℃,硬度60~鋼的熱處理工藝為:淬火溫度780~820 ℃油冷 ,回火溫度150~200 ℃,空冷,硬度60~62HRC.注意回火溫度在200~300 ℃范圍有回火脆性和顯著體積膨脹,應(yīng)予避開.
Cr12和Cr12MoV為高碳高鉻鋼,耐磨性較高,淬火時變形很小,淬透性好,可用于大批量生產(chǎn)的模具,如硅鋼片沖裁模.但該類鋼種存在碳化物不均勻性,易產(chǎn)生碳化物偏析,沖裁時容易出現(xiàn)崩刃 或斷裂.其中,Cr12含碳量較高,碳化物分布不均比Cr12MoV嚴(yán)重,脆性更大一些.
Cr12型鋼的熱處理工藝選擇取決于模具的使用要求,當(dāng)模具要求比較小的變形和一定韌性時,可采用低溫淬火,、回火(Cr12為950~980 ℃淬火,150~200 ℃回火;Cr12MoV為1020~1050 ℃淬火,180~200 ℃回火). 若要提高模具的使用溫度,改善其淬透性和紅硬性,可采用高溫淬火、回火 (Cr12為1000~1100 ℃淬火,480~500 ℃回火;Cr12MoV為1 ℃淬火,500~520 ℃回火 ).
高鉻鋼在275~375 ℃區(qū)域有回火脆性,應(yīng)予避免.
2.常用模具新鋼種 
為了彌補傳統(tǒng)模具鋼種性能的不足,國內(nèi)開發(fā)或引進(jìn)了以下性能較好的沖壓模具用鋼:
(1)Cr12Mo1V1(代號D2)鋼 為仿美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)中的D2鋼引進(jìn) 的鋼種,屬Cr12型鋼.由于D2鋼中Mo,、V含量增加,細(xì)化了晶粒,改善了碳化物的分布狀況,因此D2鋼的強韌性(沖擊韌度,、抗彎強度、撓度)比Cr12MoV鋼有所提高,耐磨性和抗回火穩(wěn)定性也比Cr12MoV更高.可用深冷處理,提高硬度并改善尺寸穩(wěn)定性.用D2鋼制作的沖裁模具壽命要高于Cr12MoV鋼模具.
D2鋼的鍛造性能和熱塑成形性比Cr12MoV鋼略差,機械加工性能和熱處理工藝與Cr12型鋼相似.
(2)Cr6WV鋼 為高 耐磨微 變形高碳中鉻鋼,碳,、鉻含量均低于Cr12型鋼,碳化物的分布狀態(tài)較Cr12MoV均勻,具有良好的淬透性.熱處理變形小,機械加工性能較好.抗彎強度,、沖擊韌度優(yōu)于Cr12MoV, 只是耐磨性略低于Cr12型鋼.用于承受較大沖擊力的高硬度、高耐磨板料沖裁模,其效果好于Cr12型鋼.
鋼的常用熱處理工藝為:淬火溫度9701 ~ 000℃,一般可熱油或硝鹽分級淬火冷卻,尺寸不大的部件可采取空冷.淬火后應(yīng)立即回火,回火溫度160210 ~ ℃,硬度58 ~ 62HRC.
(3)Cr4W2MoV鋼 也是高 耐磨微 變形高碳中鉻鋼,替代Cr12型鋼而研制的鋼種,碳化物均勻性好,耐磨性高于Cr12MoV,適于制作形狀復(fù)雜,、尺寸精度要求高的沖壓模具,可用于硅鋼片沖裁模.