冷挤压技术_如何提高冷挤压模具的性能和使用寿命

为了提高冷挤压模具的使用寿命，保证冷挤压模具有良好的性能，应正确的选择模具材料。冷挤压模具材料原来主要选用传统的通用型冷作模具钢、高速钢、部分弹簧钢以及碳素工具钢制造。

各类紧固件的挤压成形是在强烈的三向压应力状态下完成的。凸模既受巨大的压应力，又受各种不均衡侧向力，在冲床回程瞬间易引起断裂。受力复杂的凸模，特别是在凸模尺寸变化应力集中处，易产生脆性断裂。而凹模有胀裂的可能以及由于金属材料剧烈流动而引起模膛严重磨损。

首先，应重视选材和热处理工艺，如6W6、LD、65Nb、LM2、GD、CH-1等钢可大大提高强韧性，其次，耐磨性可通过表面处理来提高。

1、碳素工具钢。碳素工具钢是冷挤压模具钢中价格最低廉的钢种。T10A是常用的碳素工具钢，其优点是加工及热处理方便，具有良好的切削和耐磨性能，但缺点是淬透性、强韧性及耐热性能差，热处理变形大、使用寿命低。因此，碳素工具钢只适用于尺寸较小、形状简单、负载不大的模具零件，如承压垫板、顶料杆以及纯铝、紫铜等软材料挤压凹模。

2、高合金工具钢。铬的质量分数为12%的高合金工具钢是冷挤压模具材料中普遍采用的高碳高铬钢种。Cr12、Cr12Mo和Cr12MoV是经常使用的高合金工具钢。该类钢热处理变形小、淬透性好、耐磨性较高、韧性优良，适宜制作冷挤压凸模和凹模。但这类钢中的碳化物偏析较为严重，尤其是大尺寸的材料，在制造模具之前要进行改锻，使碳化物分布均匀（1~3级），否则在使用中严重影响模具使用寿命，因此它比较适宜于作为有预应力圈的内凹模材料。

3、高速工具钢。常用高速工具钢有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。该类钢种具有很高的强度、良好的耐磨性和韧性，尤其是高温硬度高、热硬性极好，抗软化变形能力强，是制造凸模的优良材料。但是高速工具钢的碳化物分布不均匀，这种不均匀性随着钢材截面尺寸的增大而提高，使其力学性能下降。在模具结构允许的前提下，应尽量选用小尺寸的高速工具钢原始棒料来制造模具零件。如果原始棒料钢中碳化物分布不均匀，可采用锻造将其破碎，呈细小均匀分布。

4)硬质合金。一般用于冷挤压模具工作零件的硬质合金为钨钴系硬质合金，常用的有YG15、YG20、YG25。硬质合金具有极高的硬度、良好的热硬性、较小的膨胀系数、足够的强度，并且耐磨、耐高温，是优良的模具材料。但是硬质合金抗弯、抗拉强度低，所以常用作凹模或凹模镶块材料。如果用作凸模材料，必须采用韧性好的(w(Co)>20%)硬质合金。采用硬质合金作模具工作部分材料，凹模使用寿命可提高数十倍，凸模也可提高数倍，不过硬质合金材料成本较高，其加工成形也较困难。

5)钢结硬质合金。钢结硬质合金是以铁粉加少量的合金元素（如Cr、Mo、V和W等）作粘结相，以碳化钛为硬质相，用一般粉末冶金方法烧结而成。由于其基体为钢，因此可以进行切削加工、焊接、热处理，甚至还可以进行一定程度的塑性变形。同时又含有大量的碳化钛，从而保留了硬质合金的高硬度和高耐磨性，并具有硬质合金所没有的较好的抗弯强度和韧性，是一种新型的冷挤压模具材料。

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