沖壓模具常用金屬材料及其熱處理工藝研究

唐光文

摘 要： 經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步推進(jìn)了我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展，在機(jī)械制造行業(yè)中很多加工步驟都與沖壓模具有緊密聯(lián)系，而沖壓模具的主要作用是限制材料加工的形狀，保障產(chǎn)品生產(chǎn)的規(guī)格與要求相符。在沖壓模具中，材料是保障模具質(zhì)量以及模具生產(chǎn)的根本，當(dāng)前應(yīng)用在模具生產(chǎn)中的材料分成很多種。本文主要分析沖壓模具中經(jīng)常應(yīng)用到的金屬材料以及熱處理工藝，希望能促進(jìn)我國(guó)沖壓模具材料的發(fā)展，并保障我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)有更廣闊的發(fā)展空間。

關(guān)鍵詞： 沖壓模具;熱處理工藝;模具材料

中圖分類號(hào)：TG386? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 緒論

模具是我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)中的重要組成部分，關(guān)系著我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展，也是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)設(shè)備，通過模具進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)能保障產(chǎn)品的質(zhì)量與效率。沖壓模具在應(yīng)用過程中具備非常強(qiáng)的綜合性，在模具的應(yīng)用中包含了工藝技術(shù)、設(shè)備技術(shù)以及材料技術(shù)，應(yīng)用范圍非常廣。通過沖壓模具的熱處理工藝應(yīng)用能夠強(qiáng)化金屬材料的加工效率，并且延長(zhǎng)模具的使用時(shí)間，為我國(guó)的工業(yè)制造業(yè)進(jìn)步提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 沖壓模具常用金屬材料

2.1 碳素工具鋼材料

碳素鋼材料在應(yīng)用過程中具備非常明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。第一，可塑性強(qiáng)。碳素鋼材料在應(yīng)用中具備非常強(qiáng)的可塑造性，可以利用此材料鍛造成相應(yīng)的沖壓模具，保障其鍛造形狀的科學(xué)與合理。第二，具備較強(qiáng)的退火易軟化特點(diǎn)。在碳素鋼材料應(yīng)用時(shí)，在退火之后，可以以最快速度實(shí)現(xiàn)材料軟化，為后續(xù)的加工提供了依據(jù)。第三，碳素鋼的切割性好。由于碳素鋼具備的硬度比較低，能夠很輕松地實(shí)現(xiàn)材料切割，也可以以最快速度得到相應(yīng)的沖壓模具模型。第四，成本低。應(yīng)用碳素鋼材料進(jìn)行沖壓模具，能夠大幅度降低成本投入，是真正物美價(jià)廉型的材料。

2.2 高碳高鉻模具鋼材料

高碳高鉻模具在應(yīng)用中能夠呈現(xiàn)出非常好的耐磨性和淬硬性，與碳素鋼材料相比，具備更加明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，此材料的耐磨性非常好，而且質(zhì)地堅(jiān)硬，不容易在鍛造過程中產(chǎn)生變形，也因此高碳高鉻材料在金屬?zèng)_擊模具中廣泛應(yīng)用。另外，高碳高鉻模具在應(yīng)用中也存在一定的弱勢(shì)，為了保障該材料應(yīng)用的科學(xué)性，需要根據(jù)沖壓模具的具體使用要求進(jìn)行材料的改造，強(qiáng)化模具應(yīng)用效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)高碳高鉻材料應(yīng)用中內(nèi)部碳化物的改善，保障材料性能符合應(yīng)用需求。

2.3 高速鋼材料

高速鋼材料在應(yīng)用中添加了鉬元素，通過科學(xué)的冶煉方法，實(shí)現(xiàn)高速鋼材料加工。高速鋼材料具備非常好的應(yīng)用性能，尤其是熱塑性和強(qiáng)韌性能。高速鋼材料在實(shí)際應(yīng)用中針對(duì)金屬?zèng)_壓模具生產(chǎn)有更好的發(fā)展空間，是目前應(yīng)用前途最廣的材料。

2.4 超硬高速鋼材料

將高速鋼進(jìn)行一定的加工，便可以得到超硬高速鋼。在沖壓模具的應(yīng)用中，為了滿足難切削材料的應(yīng)用，通過對(duì)超硬高速鋼材料應(yīng)用保障其加工具備更強(qiáng)的科技含量，保障沖壓材料強(qiáng)度符合模具應(yīng)用水準(zhǔn)。但是，在超硬高速鋼材料應(yīng)用時(shí)還存在非常強(qiáng)的不利因素，一味地增強(qiáng)材料的硬度，很可能造成材料的可塑性變差，不利于材料的韌性提升，在加工過程中也會(huì)導(dǎo)致加工時(shí)間的延長(zhǎng)。為了避免超硬高速鋼材料在應(yīng)用中的弊端，需要采用科學(xué)的方法進(jìn)一步提升材料中的碳含量，保障其擁有更好的使用前景。

2.5 基體鋼材料

在沖壓模具材料應(yīng)用中，高速鋼材料和超硬高速鋼材料在應(yīng)用中都存在一定的局限性，為了解決這一問題需要在材料的加工與制造時(shí)適當(dāng)添加其他元素，改變材料的應(yīng)用性能。通過一定的加工方式得出來的鋼材料被統(tǒng)一為基體鋼?；w鋼材料的韌性居中，屬于兩種材料的結(jié)合體，也同時(shí)具備了兩種材料的優(yōu)勢(shì)，在成本方面與這兩種材料相比都要低，具備的發(fā)展前景也比較廣闊。

3 沖壓模具的熱處理工藝

3.1 真空熱處理工藝

真空熱處理工藝進(jìn)行模具材料的加工時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)其表面性能的提升，降低材料的形變量。利用該工藝進(jìn)行加工時(shí)，處于真空狀態(tài)下，因此在加工過程中，模具的表面材料依然處在活性狀態(tài)下，不會(huì)造成鋼材料的脫氣問題，也避免了脫碳情況。在加工過程中，想要進(jìn)一步提升材料的強(qiáng)度，需要提升加工爐內(nèi)的真空程度，通過真空熱處理之后的模具材料具備較強(qiáng)的韌性，能進(jìn)一步提升模具使用壽命。

3.2 深冷處理工藝

在沖壓模具生產(chǎn)中，通過深冷工藝處理能夠不斷提升材料的力學(xué)性能，保障沖壓模具有較高的強(qiáng)度。在進(jìn)行沖壓模具的加工時(shí)，如果需要應(yīng)用深冷處理工藝要選取恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間。另外，經(jīng)過該工藝處理之后，能夠顯著提升沖壓模具的耐磨性保障，其材料穩(wěn)定性符合要求，應(yīng)用非常廣泛。

3.3 模具的高、降溫淬火工藝

在沖壓模具的生產(chǎn)中，需要根據(jù)應(yīng)用的具體方式對(duì)沖壓模具進(jìn)行降溫淬火，利用降溫與淬火保障模具生產(chǎn)的科學(xué)性，降低模具內(nèi)鋼材料的碳含量，保障其材料性能符合應(yīng)用需求。在經(jīng)過淬火處理之后的鋼材料能夠?qū)崿F(xiàn)模具生產(chǎn)壽命的大幅度提升，模具抗磨性能也得以保障。因此，需要不斷加大對(duì)模具生產(chǎn)中的降溫與淬火，保障模具有更長(zhǎng)的使用時(shí)間。

3.4 化學(xué)熱處理工藝

在沖壓模具的加工中需要應(yīng)用到化學(xué)熱處理工藝，也是應(yīng)用較為普遍的工藝。通過該工藝應(yīng)用能夠提升材料表面性能，當(dāng)前在工廠中應(yīng)用時(shí)，普遍為高頻滲氮和離子滲氮工藝，在應(yīng)用中離子滲氮工藝能大幅度地降低滲氮時(shí)間，是提升模具質(zhì)量的重要方式。

4 結(jié)語

總而言之，工業(yè)的迅速發(fā)展，讓各類沖壓模具受到人們的關(guān)注，在我國(guó)工業(yè)發(fā)展中，只有不斷實(shí)現(xiàn)模具制造與改良，才能推進(jìn)工藝技術(shù)的創(chuàng)新，保障我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。因此，需要加大對(duì)沖壓模具金屬材料和熱處理工藝的分析，強(qiáng)化研究和應(yīng)用實(shí)踐，確保我國(guó)模具技術(shù)發(fā)展，并實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的進(jìn)步。

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