在制造冲裁模具的材料应有一定的选择,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、6CrNiSiMnMoV等。
3.高碳高铬工具钢:常用的高碳高铬工具钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1,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*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和含钨量较少的W6Mo5Cr4V2以及为提高韧性开发的降碳降钒 高速钢 6W6Mo5 Cr4V。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,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、7Cr7Mo2V2Si、5Cr4Mo3SiMnVAL等。
可检测项目:
金相检验:宏观金相、微观金相、低倍金相;
失效分析:断口分析、腐蚀分析等;
化学性能:大气腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、点蚀、腐蚀疲劳、人造气氛腐蚀;
材质:钛合金、钢、铝合金、铜合金等各类金属、合金及其制品的材质;
无损检验:X射线无损探伤、电磁超声、超声波、涡流探伤、漏磁探伤、渗透探伤、磁粉探伤;
物理性能:磁性能、电性能、热性能、抗氧化性能、耐磨、盐雾、腐蚀、密度、热膨胀系数、弹性模量、杨氏模量E和泊松比μ、硬度(洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度、里氏硬度、韦氏硬度、努氏硬度);
力学性能:室温拉伸试验、高/低温拉伸试验、杨氏模量E和泊松比μ、r值、n值、室温压缩试验、弯曲试验、反复弯曲、抗弯强度、屈服强度、疲劳、扭转、应力、应力松弛、低温冲击、高温冲击、磨损、耐液压、拉伸蠕变试验、腐蚀拉伸应力试验、室温压缩试验、剪切强度、脉冲静压实验、旋转及应力疲劳试验等;
工艺性能:细丝拉伸、断口检验、反复弯曲、双向扭转、液压试验、扩口、弯曲、卷边、压扁、环扩张、环拉伸、显微组织、杯突试验、金相分析等;
其他项目:熔敷金属中扩散氢测定;紧固件保证载荷、楔负载、扭矩系数、紧固轴力、抗滑移系数;金属腐蚀原因分析、晶粒度及显微评级、低倍组织、晶间腐蚀;高温合金显微组织、高温金相组织;钢金相组织、夹杂物、脱碳层、显微组织含量测定等;镀层质量、氧化层厚度、脱碳层深度、点腐蚀、断裂伸长率等。