模具材料的選擇及主要問題
1、模具材料的選擇
在冷沖壓模具中,使用了各種金屬材料和非金屬材料,要求其具有、、高、適當(dāng)?shù)捻g性、高淬透性和熱處理不變形(或少變形)及淬火時不易開裂等性能。
熱沖壓模具在選擇模具材料時 加注重其熱力學(xué)性能。熱沖壓模具主要通過模具工作表面與零件的接觸傳熱帶走零件的熱量,實現(xiàn)對零件的淬火,因此,模具材料 先具有良好的導(dǎo)熱能力,以鋼板與模具之間的傳熱,實現(xiàn)良好的冷卻功能。其次,由于模具在冷熱交替的工況下服役,因此模具材料 具有良好的熱機械性能、高的,以在工作時模具尺寸精度穩(wěn)定,表面硬度良好,能夠承受強烈熱摩擦和堅硬氧化皮帶來的磨損。此外,由于需要在模具開設(shè)冷卻水流道,模具材料還需要具有良好的耐銹蝕性,冷卻管道不被冷卻介質(zhì)銹蝕堵塞。
在模具材料選擇時,一般要根據(jù)具體工作情況,參照熱鍛用熱作模具鋼進行選擇。蒂森克虜伯公司的熱沖壓模具,采用具有很高熱傳導(dǎo)系數(shù)的模具材料(Glidcop一一一種A1203/Cu復(fù)合材料)。另外一種模具材料CR7V,增加了Cr, Mn和V的含量,提高了模具材料在高溫下的導(dǎo)熱系數(shù)、能,以及熱穩(wěn)定性。
2、模具設(shè)計時的需要克服的主要問題
在冷成形過程中,板料的成形主要是通過內(nèi)部表面材料的延伸和壓料面下材料的補充而拉深成形。回彈是零件的主要成形缺陷,尤其是對于鋼板的成形。隨著鋼板強度的提高,其塑性降低,面畸變和回彈效應(yīng)增強,殘余應(yīng)力增大,容易導(dǎo)致成形后的變形回復(fù)。因此在模具設(shè)計時要通過結(jié)構(gòu)設(shè)計和參數(shù)調(diào)整等方法來控制回彈的發(fā)生。此外,在零件成形時還容易產(chǎn)生開裂和起皺等缺陷,在模具設(shè)計時要通過設(shè)計壓邊圈和拉延筋加以控制。
在熱沖壓成形過程中,由于板料的變形機理和冷沖壓 不同,高溫下的板料具有非常好的流動性能和塑性變形能力,因此成形之后的零件基本沒有回彈。熱沖壓模具設(shè)計中要考慮的主要問題是冷卻的問題,一方面要模具具有足夠的冷卻效率,板料發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變,并且具有連續(xù)冷卻的能力。另一方面要對零件均勻冷卻,使零件組織均勻,同時避免產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力而導(dǎo)致零件局部變薄嚴(yán)重甚至開裂。