精沖模具一般選擇材料為Crl2MoV鋼,當(dāng)厚度大于4mm時(shí)可采用W6Mo5Cr4V2高速鋼。對(duì)于產(chǎn)品批量大、形狀復(fù)雜、受力情況惡劣的精沖凹凸模,可選用粉末冶金鋼或硬質(zhì)合金,或近年推出的幾種新型模具鋼材料,如YG20硬質(zhì)合金、7Cr4Mo2VSi鋼、GT35鋼結(jié)硬質(zhì)合金和CG2基體鋼等。精沖模具材料需要經(jīng)過加工及處理后才能成材使用。具體是:
1、鍛造工藝
以Crl2MoV鋼坯件為例,精沖模具坯件的鍛造,要求碳化物均勻度大于3級(jí),因而要選取質(zhì)量較好的棒材作模具坯料。鍛造工藝為預(yù)熱880~900℃,保溫時(shí)間以1min/mm計(jì);加熱1080~1100℃,保溫時(shí)間以1.5min/mm計(jì);鍛造時(shí)鐓粗、拔長6次,900℃終鍛,鍛后550t保溫。
2、熱處理工藝
以Crl2MoV鋼精沖模具為例,粗加工后應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火,以消除模具應(yīng)力并減少其畸變;通常采用調(diào)質(zhì)處理,其淬火溫度比常規(guī)高出30~50℃,高溫回火工藝為(720~760)℃×(4~6)h,爐冷至500℃后空冷。當(dāng)Crl2MoV鋼模具刃口形狀較簡單,沖裁工具較?。ā?mm)時(shí),最終熱處理可采用一次硬化處理工藝;若刃口形狀復(fù)雜,工件較厚(>3mm)時(shí),采用二次硬化工藝。
對(duì)于W6Mo5Cr4V2高速鋼熱處理,應(yīng)采用低溫淬火處理,以使精沖模具獲得較高力學(xué)性能。
3、表面強(qiáng)化工藝
精沖模具要求高沖裁精度、高硬度、高耐磨性和高服役壽命,通過表面強(qiáng)化處理可以使模具性能和使用壽命得到進(jìn)一步提高。表面強(qiáng)化有三種方法:
第一種方法是改變模具表面的化學(xué)成分,如滲金屬、滲碳、滲氮、滲硼和TD處理等;第二種方法是不改變模具表面的化學(xué)成分,如激光淬火、真空淬火、低溫和超低溫處理等;第三種方法是表面形成硬化層,如鍍硬鉻、熱噴涂、VCD、PVD等,在模具表面形成TiC、TiN等超硬物質(zhì)。
精沖模具經(jīng)表面強(qiáng)化處理后,可以獲得內(nèi)部韌性好、表面硬度高、耐磨、耐熱、耐蝕、抗咬合和具有高疲勞抗力的特殊綜合性能,使精沖模具的工作壽命提高幾倍至幾十倍。