沖壓模具材料的分類及強(qiáng)化處理技術(shù)

彭繼康

摘 要：改革開放以來我國工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)步尤為明顯，尤其是制造行業(yè)規(guī)模越來越大，生產(chǎn)技術(shù)水平逐年提高。特別是一些機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)，對于產(chǎn)品生產(chǎn)控制十分嚴(yán)格，耐磨性和抗氧化性以及耐腐蝕性成為了衡量產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。在這種社會(huì)大環(huán)境下模具制造業(yè)的發(fā)展形勢十分嚴(yán)峻，存在的問題較多，必須要不斷改進(jìn)和優(yōu)化，創(chuàng)新生產(chǎn)工藝提高技術(shù)水平，合理應(yīng)用模具強(qiáng)化處理技術(shù)，這樣才能有效提高模具生產(chǎn)質(zhì)量。本文首先闡述了沖壓模具的種類和性能，同時(shí)也討論了其強(qiáng)化處理技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：沖壓模具；材料分類；性能；強(qiáng)化處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.013

0 引言

模具在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，其利用率和高精度等優(yōu)勢是其他產(chǎn)品不能比擬的額，尤其是最近幾年以來應(yīng)用范圍越來越廣泛，汽車產(chǎn)業(yè)、航空制造業(yè)、以及電子行業(yè)中都有所涉及，且發(fā)展趨勢較好。從目前的情況來看沖壓模具的種類變得多種多樣，外表形態(tài)不易不一，功能十分豐富，而工業(yè)產(chǎn)業(yè)的需求也在隨之不斷增強(qiáng)，這對于模具制造業(yè)來說面臨著巨大挑戰(zhàn)。必須要做好模具材料和性能的分析，改善生產(chǎn)工藝，確保模具的性能和質(zhì)量，從而促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的不斷進(jìn)步。

1 沖壓模具材料的分類

（1）碳素工具鋼。碳素工具鋼的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在耐磨性和硬度兩個(gè)方面。通常情況下一些形狀簡單、尺寸較小的零件制造會(huì)用到碳素工具鋼，工藝復(fù)雜體型較大的模具通常不會(huì)用到。

（2）低合金工具鋼。低合金工具鋼是由合金元素和碳素工具鋼混合而成的。這種材料的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在模具生產(chǎn)的組織應(yīng)力和熱應(yīng)力方面，可以有效降低這兩種應(yīng)力，在控制淬火冷卻過程的同時(shí)降低了模具開裂或變形的發(fā)生機(jī)率。

（3）高碳高鉻工具鋼。高碳高鉻工具鋼的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在很多方面，例如耐磨性強(qiáng)硬度高，且具有一定的穩(wěn)定性，淬透性和淬硬性也占據(jù)優(yōu)勢，在進(jìn)行表面熱處理后變形幾率較低。

（4）高速鋼。高速鋼優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)并存。優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在硬度和耐磨性以及抗壓強(qiáng)度方面，缺點(diǎn)表現(xiàn)在所含合金元素較多導(dǎo)致工藝性能不好，脆性大，且需要耗費(fèi)大量生產(chǎn)成本，應(yīng)用范圍并不廣泛，限制因素較多。對于高速鋼的處理主要目的就是增強(qiáng)模具的使用韌性，因此在生產(chǎn)過程中比較常用的工藝就是快速加熱和低溫淬火。

（5）基體鋼?；w鋼所包含的主要材料就是高速鋼，同時(shí)也添加了少許其他元素。優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在耐磨性、硬度、抗彎強(qiáng)度、以及穩(wěn)定性等方面，不易開裂變形。主要是應(yīng)用在制造冷鐓模具的過程中。

（6）硬質(zhì)合金。如果模具的生產(chǎn)規(guī)模較大則可以選用硬質(zhì)合金，可以有效保證模具性能，這種材料的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在硬度和耐磨性兩方面。

2 沖壓模具材料的選擇和性能分析

（1）沖壓模具材料的選擇。沖壓模具種類多種多樣，不同種類的模具生產(chǎn)工藝存在一定差異，因此對于生產(chǎn)材料的要求也不是不同的，對于這種情況，在實(shí)際生產(chǎn)中必須要合理選擇適合的材料。過程中綜合考慮到生產(chǎn)環(huán)境、工作狀態(tài)以及生產(chǎn)需求等多方面因素，確保模具生產(chǎn)質(zhì)量。

（2）沖壓模具材料性能。由于不同材料性能不同，對此要想保證模具的生產(chǎn)質(zhì)量和使用效能必須要合理選擇模具材料，提前做好材料性能的分析，確保模具質(zhì)量和性能，具體如下：

1）工藝性能。工藝性能所涉及到的內(nèi)容主要有熱處理性能和鍛造性能兩種。熱處理性能既包括淬透性，也包括了淬硬性；鍛造性能指的是材料所能承受的最大鍛造壓力。這兩種性能對于模具的生產(chǎn)來說有著重要影響，直接關(guān)系著和模具生產(chǎn)質(zhì)量和使用壽命。

2）使用性能。模具的使用性能涉及到很多內(nèi)容，其中主要包括耐磨性：抵抗摩擦的能力；耐腐蝕性：抵抗腐蝕的能力；抗疲勞性：在實(shí)際生產(chǎn)過程中抵抗疲勞的能力；抗彎強(qiáng)度：在實(shí)際生產(chǎn)中抵抗彎曲、變形的能力；硬度：模具材料的硬度對于模具生產(chǎn)質(zhì)量有著重要影響，體現(xiàn)著材料的抗破壞能力；韌性：材料才受到來自外界沖擊負(fù)荷的時(shí)候抵抗斷裂的能力。每一種性能對于模具生產(chǎn)的質(zhì)量和性能都有著重要影響，不容忽視。

3 沖壓模具的強(qiáng)化處理技術(shù)

除了上述幾種性能以外，模具表面性能也在很大程度上影響著模具的使用壽命和使用效率，對此也要予以高度重視，確保模具表面性能符合實(shí)際需求。一由于表面性能較差在生產(chǎn)過程中由于某種原因留下磨損和破壞，就會(huì)影響模具質(zhì)量，一旦下模修理，必定會(huì)阻礙正常生產(chǎn)，同時(shí)耗費(fèi)更多的成本。對此有必要對其表面性能進(jìn)行強(qiáng)化處理，強(qiáng)化處理技術(shù)主要可以分為化學(xué)表面處理和物理表面處理，具體措施如下：

（1）化學(xué)表面處理。

1）表面擴(kuò)散滲入。表面擴(kuò)散滲入指的是將模具放置在存有特定活性介質(zhì)的密閉性空間內(nèi)，同時(shí)嚴(yán)格控制內(nèi)部溫度，逐漸加熱隨著空間內(nèi)補(bǔ)溫度的逐漸升高這種介質(zhì)會(huì)隨之慢慢滲入模具表面使之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而來提高模具表面的抗腐蝕性和耐磨性。

2）表面涂覆。在模具表面涂抹一層特定的材料，使其和模具表面之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而提高模具性能，這種方式就叫做表面涂覆。

（2）物理表面處理。物理表面處理技術(shù)顧名思義，就是利用物理化的方式來強(qiáng)化模具的表面的使用性能。物理表面處理技術(shù)又可以分為激光表面淬火技術(shù)和高頻淬火技術(shù)，具體還是要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的技術(shù)，以此來強(qiáng)化模具表面物理性能。

4 結(jié)語

綜上所述，眼下工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模越來越大，模具在廣泛應(yīng)用的同時(shí)生產(chǎn)工藝也需要不斷優(yōu)化，制造業(yè)對此要予以高度重視綜合多方面因素詳細(xì)分析，嚴(yán)格控制材料的應(yīng)用，同時(shí)做好表面強(qiáng)化處理，確保模具的質(zhì)量和性能滿足工業(yè)生產(chǎn)需要。

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