1. 模具硬质合金是什么
硬质合金压制原理这跟使用的压制方法和压制设备有关,一般的有油压机,杠杆压力机,TPA自动压力机,还有挤压机!由于碳化钨在外力作用下几乎不能发生塑性变形,所以混合料中需要加入石蜡或橡胶等成型剂而粘结成型压制,主要是使粉末成型.在压制过程中首先根据型号确定所需的模具,然后配模调模,算出所需压制产品的单重,将粉末放入模腔内受单向或双向的压力到要求的毛坯尺寸,泄压然后脱模,或是自动顶出产品毛胚,这样所需的产品就可以出来,再进行尺寸测量,显微检测,产品没问题就可以批量压制.
2. 硬质合金模具加工
硬质合金是一种粉末冶金材料,通过压制、烧结后就达到了硬度HRC85-93,硬度非常高,不需淬火了。可直接磨、线切割、电脉冲、抛光加工。性能特点硬质合金焊接刀片硬度高(86~93HRA,相当于69~81HRC);热硬性好(可达900~1000℃,保持60HRC);耐磨性好。硬质合金刀具比高速钢切削速度高4~7倍,刀具寿命高5~80倍。制造模具、量具,寿命比合金工具钢高20~150倍。可切削50HRC左右的硬质材料。但硬质合金脆性大,不能进行切削加工,难以制成形状复杂的整体刀具,因而常制成不同形状的刀片,采用焊接、粘接、机械夹持等方法安装在刀体或模具体上使用。
3. 制造模具用的硬质合金通常有
制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主,常用的模具工作部件材料的种类有:碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。
1.碳素工具钢
在模具中应用较多的碳素工具钢为T8A、T10A等,优点为加工性能好,价格便宜。但淬透性和红硬性差,热处理变形大,承载能力较低。
2.低合金工具钢
低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。与碳素工具钢相比,减少了淬火变形和开裂倾向,提高了钢的淬透性,耐磨性亦较好。用于制造模具的低合金钢有CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代号CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代号GD)等。
3.高碳高铬工具钢
常用的高碳高铬工具钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1(代号D2),它们具有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性,热处理变形很小,为高耐磨微变形模具钢,承载能力仅次于高速钢。但碳化物偏析严重,必须进行反复镦拔(轴向镦、径向拔)改锻,以降低碳化物的不均匀性,提高使用性能。
4.高碳中铬工具钢
用于模具的高碳中铬工具钢有Cr4W2MoV、Cr6WV、Cr5MoV等,它们的含铬量较低,共晶碳化物少,碳化物分布均匀,热处理变形小,具有良好的淬透性和尺寸稳定性。与碳化物偏析相对较严重的高碳高铬钢相比,性能有所改善。
5.高速钢
高速钢具有模具钢中最高的的硬度、耐磨性和抗压强度,承载能力很高。模具中常用的有W18Cr4V(代号8-4-1)和含钨量较少的W6Mo5Cr4V2(代号6-5-4-2,美国牌号为M2)以及为提高韧性开发的降碳降钒高速钢6W6Mo5Cr4V(代号6W6或称低碳M2)。高速钢也需要改锻,以改善其碳化物分布。
6.基体钢
在高速钢的基本成分上添加少量的其它元素,适当增减含碳量,以改善钢的性能。这样的钢种统称基体钢。它们不仅有高速钢的特点,具有一定的耐磨性和硬度,而且抗疲劳强度和韧性均优于高速钢,为高强韧性冷作模具钢,材料成本却比高速钢低。模具中常用的基体钢有6Cr4W3Mo2VNb(代号65Nb)、7Cr7Mo2V2Si(代号LD)、5Cr4Mo3SiMnVAL(代号012AL)等。
7.硬质合金和钢结硬质合金
硬质合金的硬度和耐磨性高于其它任何种类的模具钢,但抗弯强度和韧性差。用作模具的硬质合金是钨钴类,对冲击性小而耐磨性要求高的模具,可选用含钴量较低的硬质合金。对冲击性大的模具,可选用含钴量较高的硬质合金。
钢结硬质合金是以铁粉加入少量的合金元素粉末(如铬、钼、钨、钒等)做粘合剂,以碳化钛或碳化钨为硬质相,用粉末冶金方法烧结而成。钢结硬质合金的基体是钢,克服了硬质合金韧性较差、加工困难的缺点,可以切削、焊接、锻造和热处理。钢结硬质合金含有大量的碳化物,虽然硬度和耐磨性低于硬质合金,但仍高于其它钢种,经淬火、回火后硬度可达68~73HRC。
4. 模具硬质合金是什么意思
硬质合金钢与高速钢有3点不同:
一、两者的性能不同
1、硬质合金钢的性能:硬质合金刀具比高速钢切削速度高4~7倍,刀具寿命高5~80倍。制造模具、量具,寿命比合金工具钢高 20~150倍。可切削50HRC左右的硬质材料。
但硬质合金脆性大,不能进行切削加工,难以制成形状复杂的整体刀具,因而常制成不同形状的刀片,采用焊接、粘接、机械夹持等方法安装在刀体或模具体上使用。
2、高速钢的性能:高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢,又称高速工具钢或锋钢,俗称白钢。高速钢的淬火温度一般均接近钢的熔点,如钨系高速钢为1210~1240℃,高钼系高速钢为1180~1210℃。
淬火后一般需在 540~560℃之间回火3次。提高淬火温度可以增加钢的红硬性。为了提高高速钢刀具的使用寿命,可对其表面进行强化处理,如低温氰化、氮化、硫氮共渗等。
二、制作工艺不同
1、硬质合金的制作是将碳化钨与钴以一定的比例混合,加压成各种形状,然后半烧结。此烧结过程通常是在真空炉里进行。将其置于真空炉里完成烧结,此时之温度大约为摄氏一千三百至一千五百度之间。
硬质合金烧结成型就是将粉末压制成坯料,再进烧结炉加热到一定温度(烧结温度),并保持一定的时间(保温时间),然后冷却下来,从而得到所需性能的硬质合金材料。
2、高速钢的热处理工艺较为复杂,必须经过淬火、回火等一系列过程。淬火时由于它的导热性差一般分两阶段进行。先在800~850℃预热(以免引起大的热应力),然后迅速加 热到淬火温度1190~1290℃(不同牌号实际使用时温度有区别),后油冷或空冷或充气体冷却。
工厂均采用盐炉加热,现真空炉使用也相当广泛。淬火后因内部组织还保留一部分(约30%)残余奥氏体没有转变成马氏体,影响了高速钢的性能。为使残余奥氏体转变,进一步提高硬度和耐磨性,一般要进行2~3次回火,回火温度560℃,每次保温1小时。
三、分类不同
1、硬质合金分类
(1)球状体
硬质合金球是以高硬度难熔金属的碳化物(WC、TiC)微米级粉末为主要成分,常见的硬质合金有YG、YN、YT、YW系列。
常用的硬质合金球主要分:YG6硬质合金球. YG6x硬质合金球. YG8硬质合金球. YG13硬质合金球.YG20硬质合金球. YN6硬质合金球.YN9硬质合金球.YN12硬质合金球.YT5硬质合金球.YT15硬质合金球。
(2)棒状体
硬质合金棒主要特点是具有稳定的机械性能,易于焊接,具有高耐磨性和高耐冲击性。
硬质合金棒不仅可以用来切割和钻孔工具(如微米,twiste演习,演习垂直采矿刀具指标),也可以作为输入针,各种轧辊磨损的零件和结构材料来使用。此外,它可以广泛应用于许多领域,如机械,化工,石油,冶金,电子和国防工业。
(3)板状体
硬质合金板,具有良好的耐久性和耐冲击性强,可用于在硬件和标准的冲压模具。硬质合金板广泛应用于电子工业,电机转子,定子,LED引线框架,EI硅钢片等。所有硬质合金块必须检查严格和只有那些没有任何伤害,如孔隙,气泡,裂缝等才可以运出。
2、高速钢分类
(1)高速钢按所含合金元素分类
①钨系高速钢(含钨 9~18%);
②钨钼系高速钢(含钨5~12%,含钼2~6%);
③高钼系高速钢(含钨0~2%,含钼5~10%);
④钒高速钢,按含钒量的不同又分一般含钒量(含钒 1~2%)和高含钒量(含钒2.5~5%)的高速钢;⑤钴高速钢(含钴 5~10%)。
(2)高速钢按用途不同分类
①通用型高速钢:主要用于制造切削硬度HB≤300的金属材料的切削刀具 (如钻头、丝锥、锯条)和精密刀具(如滚刀、插齿刀、拉刀),常用的钢号有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。
②特殊用途高速钢:包括钴高速钢和超硬型高速钢(硬度HRC68~70),主要用于制造切削难加工金属(如高温合金、钛合金和高强钢等)的刀具,常用的钢号有W12Cr4V5Co5、W2Mo9Cr4VCo8等。
5. 五金模具材料硬料
凹模和凸模的材料一样,都是选取质量高、耐磨性好的模具钢。
当冲压件的生产批量很大时,模具的工作零件凸模和凹模的材料应选取质量高、耐磨性好的模具钢。对于模具的其它工艺结构部分和辅助结构部分的零件材料,也要相应地提高。在批量不大时,应适当放宽对材料性能的要求,以降低成本。
当被冲压加工的材料较硬或变形抗力较大时,冲模的凸、凹模应选取耐磨性好、强度高的材料。拉深不锈钢时,可采用铝青铜凹模,因为它具有较好的抗粘着性。而导柱导套则要求耐磨和较好的韧性,故多采用低碳钢表面渗碳淬火。