模具材料

出处：按学科分类—工业技术 轻工业出版社《工模具材料应用手册》第134页（2469字）

涉及本节的常用模具材料的成分和性能，在本书里均有详细的介绍，

凸模和凹模

表37为从1．3mm厚的几种不同工件材料上冲制尺寸和复杂程度不同的零件，在不同生产量时凸模和凹模所用的材料。图32为典型零件的示意图。表38为用于同样厚度的几种不同材料和不同批量时，工件整修用的凹模和凸模材料。

图32 用普通的落料冲孔工艺生产的各种下同复杂程度的典型零件

图中尺寸值为英寸。换成毫米时，需乘以25。零件1和2比较简单，要求用类似于图31的模具。零件3和4比较复杂，要用复合模或级进模

表37 1．3mm薄板落料用的典型的凸模和凹模材料

零件示意图，见图32

注：硬质合金除推荐作一千万件的批量生产的模具材料外，批量在一百万～一千万件之间时也选用。

(a)Zn是指锌合金板凹模和淬硬工具钢凸模。

(b)用于冲制数量至10，000件时，W1凹模和凸模可不硬化，在必要时用锤敲击凸模以补偿磨损。

(c)用于生产1万～1百万件时，W1凸模可以是软的，所以它可用敲击来补偿磨损，或把它淬硬并磨到要求的尺寸。

(d)所列二种材料可交替应用，如用复合模生产1万～1百万件的批量时，优先选用A2工具钢。

(e)即使只冲制1，000件，凸模必须氰化至0．1～0．2mm的深度后再使用。

(f)凸模和凹模需在540～565℃下气体氮化12小时。

(g)软的。

(h)工作刃口用火焰淬火。

(j)可以是软的或火焰淬火。

(k)冲1万～1百万件时，凸模用W1，可以是软的，以便用敲击法补偿磨损，凹模用淬火的O1钢。

(m)即使是冲1000件，凸模最好进行氰化处理。

(n)冲1万～1百万件时，应用W1淬硬的凹模和W1不淬硬的凸模；以便用敲击法补偿磨损。

表38 用于1．3mm薄板工件整修典型的凸模和凹模材料

注：(a)O2用于须经扩孔加工的模具。

(b)易损或截面复杂时，用D2取代D4或M2。对该生产量也可用硬质合金作整修凸模。

冲制较1．3mm稍厚或稍薄的薄板零件的凸模和凹模材料也可按表37和表38选择。对于更厚一些板料，凸模和凹模的材料应选比实际生产量大一档所推荐的材料(即表中实际生产数量靠右的一行)。相反地，对更薄的材料，则可选用比实际生产量小一档的模具材料(即表中实际生产数量靠左的一行)。

用于若干种不同工件材料的冲孔类凸模⁽¹⁾¹的典型材料如表39所示。凸模直径相对于板厚的比例，在冲铝、黄铜和钢时，无导向的凸模为2．5∶1；有导向的凸模时为1∶1。在冲弹簧钢和不锈钢时；无导向的凸模为3∶1～1．5∶1；对精密导向凸模为1∶1～0．5∶1。冲孔类凸模的典型硬度如图33所示。

表39 冲孔类凸模的典型材料

图33 工具钢冲孔类凸模的典型硬度

注：不论何种材料，孔是受大的冲击载荷，或用于厚材料冲孔时，需回火到HRC56～60的硬度

表40为三种类型(凸模固定板、导板或卸料板和凹模固定板或凹模)冲孔类衬套⁽²⁾¹的典型材料。这些推荐，对精密衬套——例如，外径可磨至及内外径同心度在0．005mm的公差之内——是特别有用的。W1衬套的硬度应为HRC62～64，D2为HRC61～63。

表40 冲孔类衬套的典型材料

注：(a)当衬套的形状在热处理后不能磨削时，为减少变形，推荐用油淬钢或空冷硬化钢。

模板

模板和夹持镶块的模具零件，通常是用灰铸铁、合金钢或工具钢制造。在冲压厚板和硬的材料时，可用50号灰铸铁，或热处理到HRC30～40的4140钢。在大批量生产厚的或硬的材料的冲压件时，如果镶块是被压入模板的，则模板采用4340钢和H11钢；如镶块是螺栓紧固的，则基本上都用4340钢。在冲压薄或软板时，可用25号或30号灰铸铁或软钢模板。

次要的模具零件 硬质合金模的模座和凸模固定板，采用高强度铸铁或低碳钢板制成。固定硬质合金拼块的箍圈，常用淬火到HRC55～60的O1工具钢制造。硬质合金模的垫板可用淬硬到HRC48～52的O1钢制造。卸料板通常用低碳或中碳(1020或1035)钢板制成；在中批量生产时，淬硬的卸料板用4140火焰淬火W1钢、常规淬火或W1钢氰化及油淬的W1钢制成；硬质合金模或大批量生产用的D2、D4或CPM10V模具的淬硬卸料板用O1或A2制成，硬度为HRC50～54。

对大多数中批量或大批量生产用的模具，定制的淬硬导柱和定位销用W1和W2钢制造。而对低成本小批量生产的模具，则用4140钢。市场上的导柱常用SAE1117钢制成，然后渗碳、淬火并加工至0．4μm均方根值的粗糙的表面光洁度。