冷冲压模具材料的化学成分及机械性能
冲压模具课程设计说明书 2
一、零件的工艺性分析1.工件的冲压工艺性分析如图1所示，该工件形状简单对称，为轴对称拉深件，在圆周方向上的变形是均匀的，属普通冲压件。
模具加工也比较容易。
试制定该工件的冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程。
图1 圆筒拉深件图2 拉深件的三维图2.工件材料化学成分和机械性能分析（1）材料分析工件的材料为08钢，属于优质碳素结构钢，优质沸腾钢，强度、硬度低，冷变形塑性很好，可深冲压加工，焊接性好。
成分偏析倾向大，时效敏感性大，故冷加工时应采用消除应力热处理或水韧处理，防止冷加工断裂。
08钢的主要机械性能如下：σ（兆帕） 280-390抗拉强度bσ（兆帕） 180屈服强度s抗剪强度（兆帕） 220-310延伸率δ 32%（2）结构分析工件为一窄凸缘筒形件，结构简单，圆角半径为r=7，厚度为t=0.5mm，满足筒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求，因此，零件具有良好的结构工艺性。
（3）精度分析工件上尺寸均为未注公差尺寸，普通拉深即可达到零件的精度要求。
经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。
在零件工艺性分析的基础上制定其工艺路线如下：零件的生产包括落料、拉深（需计算确定拉深次数）、修边（采用机械加工）等工序，为了提高生产效率，可以考虑工序的复合，经比较决定采用落料与第一次拉深复合。
二、工件的拉深工艺分析及计算1.毛坯尺寸计算（1）计算原则相似原则：拉深前坯料的形状与拉深件断面形状相似；等面积原则：拉深前坯料面积与拉深件面积相等。
（2）计算方法由以上原则可知，旋转体拉深件采用圆形毛坯，其直径按面积相等的原则计算。
计算坯料尺寸时，先将拉深件划分为若干便于计算的简单几何体，分别求出其面积后相加，得拉深件总面积A。
图3 拉深件的坯料计算如图3所示，筒形件坯料尺寸，将圆筒件分成三个部分，每个部分面积分别为：（3）确定零件修边余量由于板料的各向异性和模具间隙不均等因素的影响，拉深后零件的边缘不整齐，甚至出现耳子，需在拉伸后进行修边。
第2章冷作模具材料概要
第2章冷作模具材料冷作模具材料主要用于制造在冷状态(室温)条件下进行压制成型的模具，如冷冲压模具、冷拉伸模具、冷挤压模具、压印模具等。
采用的钢号很多，一般采用高碳过共析钢和莱氏体钢，如碳素工具钢、低合金油淬冷作模具钢、空淬冷作模具钢、高碳高铬型冷作模具钢、高耐磨高强模具钢、低碳高速钢和基体钢及用粉末冶金工艺生产的高合金模具材料等。
目前，使用最多的冷作模具材料是冷作模具钢和硬质合金。
本章将着重介绍这两类中传统的和新近研制的主要模具材料的特性、热处理方法以及冷作模具的材料选用。
2.1冷作模具的工作条件及性能要求2.1.1冲裁模冲裁模主要用于各种板料的冲切成形，按其功能不同可分为落料模、冲孔模、切边模等。
(1)工作条件冲裁模的工作部位是刃口。
冲裁时，刃口部受到弯曲和剪切力的作用，还要受到冲击。
同时，板料与刃口部位产生强烈的摩擦。
冲裁模的正常失效形式主要是磨损，刃口由锋利变圆钝。
磨损达到一定程度，会使冲裁件产生毛刺，为此，生产中常用磨削的方法使刃口重新锋利。
经过多次磨刃，凸模变短，凹模变薄，直至无法工作而失效。
除此之外，还可能由于模具安装调试不当，冲裁时操作不规范或热处理不当等造成崩刃和凸模折断等非正常失效。
(2)性能要求依据上述分析，冲裁模的主要性能要求是高的硬度和耐磨性，足够的抗压、抗弯强度和适当的韧性。
由于被冲板料厚度不同，对其性能要求有所差异。
对于薄板冲裁模(板厚≤1.5mm)，以高耐磨性、高精度要求为主；对于厚板冲裁模(板厚>1.5mm)，除需要高耐磨性外，还应具有良好的强韧性。
2.1.2冷挤压模冷挤压是在常温下利用模具在压力机上对金属以一定的速度施加相当大的压力产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的制品或零件。
(1)工作条件金属的冷挤压成形，受到强烈的三向压应力的作用，变形抗力大。
因此，模具不仅受到强大的挤压力作用，而且还受到坯料塑变流动的剧烈摩擦。
凸模比凹模的工作条件更苛刻，如毛坯端面不平整，冲头与凹模不同心等，都会使冲头受到很大的弯曲应力的作用。
冷作模具钢的性能概述(
冷作模具钢的性能(2008/12/26 19:20)Crl2性能：高碳、高铬类型莱氏体钢，具有较好的淬透性和良好的耐磨性。
由于钢中碳质量分数最高可达2.30%，从而钢变得硬而脆，所以冲南韧性较差，几乎不能承受较大的冲击荷载，易脆裂，而且易形成不均匀的共晶碳化物。
用途：用于制造受冲击荷载较小，且要求高耐磨性的冷冲模和冲头，剪切硬且薄的金属的冷切剪刃、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉延模和螺丝滚模等。
生产品种：热轧材、冷拉材、锻材、热轧钢板、冷拉钢丝。
Crl2Mo1V1性能：高碳、高铬类型莱氏体钢，无特殊要求时钻不作为必加元素。
由于钼和钒的含量比Crl2MoV 高，故钢的组织和晶粒度进一步细化，提高了钢的淬透性、强度和韧性，使钢的综合性能更好。
用途：用于制造要求高耐磨性的大型复杂冷作模具，如冷切剪刀、切边模、拉丝模、搓丝板、螺纹滚模、滚边模和要求高耐磨的冷冲模和冲头等。
生产品种：热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝。
Crl2MoV性能：高碳、高铬类型莱氏体钢，具有良好的淬透性，截面尺寸在400mm以下可以完全淬透，且具有很高的耐磨性，淬火时体积变化小。
其碳含量比Crl2钢低很多，且加入了钼、钒，因此，钢的热加工性能、冲击韧性和碳化物分布都得到了明显改善。
用途：用于制造断面较大、形状复杂、耐磨性要求高、承受较大冲击负荷的冷作模具，如冷切剪刀、切边模、滚边模、量规、拉丝模、搓丝板、螺纹滚模、形状复杂的冲孔凹模、钢板深拉伸模，以及要求高耐磨的冷冲模和冲头等。
生产品种：热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝。
Cr5MolV性能：合金含量中等，由于含有钼和钒，所以钢的淬透性良好，碳化物分布均匀，具有一定的冲击韧性和较好的耐磨性。
用途：用于制造定型模、钻套、冷冲模、冲头、切边模、螺纹滚模、搓丝板和量规等。
生产品种：热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝。
9Mn2V性能：综合力学性能比碳素工具我钢，具有较高的硬度和耐磨性，淬透性很好，淬火时变形较小。
冷作模具钢概述
冷作模具钢概述一、损伤形式与性能要求模具用于冷加工时，加工对象材料处于常温状态。
模具大致分为冲模和锻模，并根据所受载荷形式又分为成形加工（造型）、剪切加工（冲裁）、弯曲加工、拉深加工、压缩加工。
无论哪种加工方式，模具所受作用力都分为压缩应力、拉伸应力和剪切应力，结果因磨损、粘附、崩角甚至开裂导致模具失效的实例较多。
图4-3所示为冷作模具的损伤形式，针对各种加工方法按损伤的难易顺序表示。
总的说来，其主要的损伤形式为凹模和冲头的尖角及拐角接触导致的磨损、崩角及开裂。
开裂又有以缺损为起点和以疲劳开裂为起点之分。
此外，在冲裁（穿孔）时，有时也会因冲头强度不足而产生变形。
图4-3 冷作模具的损伤形式对模具材料来说，重要的是要具备抵抗这些损伤的性能。
针对上述各种损伤形式的冷作模具材料的性能要求如图4-4所示。
首先模具需要能承受机械加工中的各种应力，即拉伸、压缩、扭转应力等。
虽然是冷加工，但也会因加工变形热引起表面升温，所以要求模具材料有抗软化性。
耐磨性基本上可认为与硬度成正比。
另外，为抑制缺损（崩角）及随之而来的开裂，也需要模具材料具备一定的韧性。
从模具制作角度考虑，模具材料还需要有切削加工性能、热处理性能、经济性等。
模具材料的这些特性取决于化学成分和热处理的组合，以及对基体特性以及碳化物的类型、大小、含量的控制，并决定着模具的最终性能。
图4-4 冷作模具材料的性能要求二、冷作模具钢的化学成分与性能定位主要冷作模具钢的化学成分及热处理性能分别见表4-8及表4-9。
其中包括了富有代表性的JIS钢种及其改善钢种。
另外，各厂家的冷作模具钢牌号对照表见表4-10[5]。
再有，高速工具钢在冷作模具及热作模具中均有使用，因此将其对照表列于表4-11[6]。
这些钢的性能定位如图4-5所示，即以强度、耐磨性及与其性能相反的韧性为坐标，对各钢种进行了定位。
一般而言，硬度和耐磨性越高，则韧性越有降低的倾向，亦即右侧下滑倾向。
然而，有些独特的钢种即使在同等硬度下也会显现出较高的韧性。
冷冲压模具概述
绪论1冷冲压常温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离、成形或者接合，从而获得一定形状、尺寸和性能零件叫冷冲压。
2.学生分析冲压件特点1）薄板件2)生产批量大3)形状和尺寸精度方面互换性较好3.学生讨论完成冲压件制造的特点归纳总结:冷冲压与传统的金属切削加工方式相比具有以下一些特点：（1）冷冲压是少、无切屑的高效加工方法（2）冷冲压零件在形状和尺寸精度方面互换性较好(3)冷冲压零件经过塑性变形，金属内部组织得到改善，机械强度有所提高。
（4）冷冲压操作简单，易于实现机械化和自动化，生产效率高4.本课程内容、目的和学习方法（1）有意识地培养较强的识读模具图纸的能力：（2）坚持理论与实践相结合：（3）学会查找资料、手册以及参考书籍；注重本专业知识的长期积累。
（4）掌握好基础知识和重要冷冲压工序的工艺与模具设计重点、要点。
（5）通过各种途径广泛获取本专业的相关知识，做好现场教学和课件教学等；不断培养和提高学习兴趣；兴趣是我们学好本专业课程最好的老师。
课题一冷冲压基本工序与冷冲模一、冲压基本工序工序是指一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或时对几个冲压件所连续完成的那一部分冲压工艺过程。
就材料的变形性质而言，可以将冷冲压工序划分为分离工序和变形工序。
二、冷冲模三、模具标准化课题二金属塑性变形基本知识一、主应力与主应变图1-1 主应变图二、塑性及与变形抗力1. 塑性及塑性变形塑性是固体材料在外力作用下发生永久变形，而不破坏其完整性的能力；影响金属塑性的因素主要包括金属本身的晶格类型、化学成分和金相组织等以及变形时的外部条件，如变形温度、变形速度和变形方式等。
2．变形抗力金属在变形时反作用于运动着的工具之力称为变形抗力。
3.变形温度对塑性变形的影响随着金属加工温度的升高金属塑性增加，变形抗力降低，柔软性增加。
比如在板料成形加工中，就可以采取加热使板料软化，增加板料的变形程度，降低板料的变形抗力，提高工件的成形精确度的措施。
冷作模具钢的性能概述
冷作模具钢的性能概述
冷作模具钢是一种在工业生产中广泛应用的钢材，主要用于制造模具、冲压模等工业机械件。
随着工业生产的发展，人们对冷作模具钢的性能要求越来越高，因此，对于冷作模具钢的性能概述，进行详细的介绍能够更好地帮助读者了解并选择适合自己需求的材料。
1.硬度
冷作模具钢具有较高的硬度，这与其搭载的碳素量有关。
它们通常含有高碳量，因此硬度可达到63-65 HRC，某些钨钼系冷作模具钢的硬度可超过70 HRC。
这种高硬度有助于加工冷却材料和热处理钢，保证模具的耐用性和稳定性。
2.抗磨性
冷作模具钢具有良好的抗磨性能。
在钢中添加高硬度硬质合金，有助于减少摩擦损失，并提高钢材表面的硬度，减少磨损，增加其使用寿命。
3.耐腐蚀性
冷作模具钢能够有效地抵御氧化和腐蚀。
在防止氧化和腐蚀的同时，它们能保持钢材的强度和硬度，这是其优于其他钢材的重要优点。
4.韧性和弹性
与大多数高碳钢相比，冷作模具钢有较佳的韧性、弹性和耐热性。
这有助于抵御极端条件下的应力和扭曲，使模具在长时间使用下保持其形状和准确性。
5.切削性
冷作模具钢可以很好地切削和加工，具备可塑性和可锻性，因而其加工性能很高。
这使得它们以先进的技术生产，制造出更准确、更精萃的模具，从而极大程度上提高了制造业的生产效率。
总之，钢材的性能很大程度上决定了冷作模具的质量，因此在选择冷作模具钢时，应考虑使用的条件和性能要求。
通过了解冷作模具钢的性能概述，能够更好地选择适合自己需求的材料，并合理使用它们，从而提高生产效率和经济效益。
dc53冷作模具钢标准
DC53冷作模具钢是一种优质的工具钢，具有优秀的硬度、耐磨性和切削性能，因此在模具制造领域得到广泛应用。
DC53冷作模具钢标准及其相关知识对于模具制造行业具有重要意义。
本文将从DC53冷作模具钢的概述、化学成分、机械性能、热处理工艺以及国际标准等方面进行详细介绍，以期为相关行业提供参考。
一、概述DC53冷作模具钢是一种高碳、高铬合金工具钢，由日本材料科学株式会社开发，具有优异的耐磨性、切削性能和加工稳定性。
该钢种适用于制造冲压模具、冷挤压模具、硬质合金模具以及冷剪刀等工业模具，被广泛应用于汽车零部件、电子产品、塑料制品等领域。
二、化学成分DC53冷作模具钢的化学成分主要包括碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、铬（Cr）、钼（Mo）等元素。
其中，碳元素的含量较高，有利于提高钢材的硬度和耐磨性；铬、钼等合金元素的加入可以提高钢材的强度和耐磨性。
三、机械性能DC53冷作模具钢具有优异的机械性能，包括硬度、强度、韧性等指标。
通过适当的热处理工艺，可以使钢材达到理想的硬度水平，提高其耐磨性和使用寿命。
四、热处理工艺DC53冷作模具钢的热处理工艺对其性能具有重要影响。
通常的热处理工艺包括淬火、回火等工艺步骤，以调整钢材的组织结构和硬度。
合理的热处理工艺可以有效提高钢材的耐磨性和切削性能，确保模具的稳定加工质量。
五、国际标准DC53冷作模具钢的国际标准主要包括日本工业标准（JIS）和国际标准化组织（ISO）标准。
在选用和加工DC53冷作模具钢时，需要遵循相关的国际标准，以确保模具制造的质量和性能符合要求。
总结：DC53冷作模具钢作为一种优质的工具钢，在模具制造领域具有重要地位。
了解其化学成分、机械性能、热处理工艺以及国际标准，有助于合理选材、科学设计和精准加工，提高模具的使用性能和经济效益。
希望本文能为相关行业提供一些参考价值，推动我国模具制造技术水平的不断提升。
冷冲压模具材料的化学成分及机械性能
冲压模具材料的化学成分及机械性能模具焊接用焊条情况焊条各种模具使用TIG焊丝铸铁用焊条铸铁型面用及堆焊焊条DMA-100 铸铁修补接合使用铜合金硬面堆焊焊条BKR-61/BK-70S 冲击磨耗用（SKD61系）NTG-50R 软钢/490N/mm2级高强钢用TIG焊丝模具在汽车、运输、机械、电器产品、家庭用品、办公用品、光学器材、玩具、建材、航空等几乎所有行业中都有应用，做为产品大量生产的母体手段，日益发挥着重要作用，为保证工厂的生产效率和产品质量方面的要求，对各种模具在经久耐用、生产精度上的要求更加严格。
但是由于磨损、尺寸变更、加工错误、缺损等原因，而在模具生产上产生的高成本，往往令企业难以接受。
而采用焊接修补方式可以使成本大大降低，同时又不影响生产。
即使是造价便宜的模具，采用修补方式，也会将原来的使用寿命提高1—2倍。
而模具修补往往需要高级技术、高档材料且工艺复杂，不是一般企业都能够掌握的。
本公司已多年修补模具的经验为后盾，可根据客户的要求、母材材质、使用条件及形状等复杂条件，为客户选用经济实用、材质匹配的模具专用焊接材料，并长期提供技术支持，我们的焊接材料适用于冲压模、拔丝模、连铸模、塑胶模、锻造模等冷热作模具刃口工具等。
冷作冲压模具使用焊接材料应用规范及注意事项专用焊条冲压模具母材，由于现在的主流为合金工具钢或铸铁，施焊相对于碳钢来讲，非常的困难，会出现各种问题。
合金工具钢含碳量和其它元素较多，为较易淬火材料，焊接时多发生裂纹。
这是模具钢本身所要求的材料特性所决定的。
另一方面，铸铁自身的延伸率较差，焊接时热输入容易引淬硬和开裂，同时易产生气孔，为较难焊接材料。
鉴于上述原因，模具钢的焊接非常困难，我们应该注意如下事项：1．1．为防止开裂，应依据模具钢母材或焊接材料，进行预热并控制层间温度。
必要时进行后热并缓冷。
2．2．预热尽可能将温度控制在均一的水平，只能进行局部预热的情况下，在焊接部周围50mm的范围内均一加热；加热时使用长而弱的火焰，在大面积范围内缓慢地加热到100℃左右。
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冲压模具材料的化学成分及机械性能
铸铁用焊条
DMA-100 铸铁修补接合使用
铜合金
硬面堆焊焊条
2
模具在汽车、运输、机械、电器产品、家庭用品、办公用品、光学器材、玩具、建材、航空等几乎所有行业中
都有应用，做为产品大量生产的母体手段，日益发挥着重要作用，为保证工厂的生产效率和产品质量方面的要
求，对各种模具在经久耐用、生产精度上的要求更加严格。
影响生产。
即使是造价便宜的模具，采用修补方式，也会将原来的使用寿命提高1—2能够掌握的。
供技术支持，我们的焊接材料适用于冲压模、拔丝模、连铸模、塑胶模、锻造模等冷热作模具刃口工具等。
冷作冲压模具使用焊接材料应用规范及注意事项
专用焊条
冲压模具母材，由于现在的主流为合金工具钢或铸铁，施焊相对于碳钢来讲，非常的困难，会出现各种问题。
合金工具钢含碳量和其它元素较多，为较易淬火材料，焊接时多发生裂纹。
这是模具钢本身所要求的材料特性所决定的。
另一方面，铸铁自身的延伸率较差，焊接时热输入容易引淬硬和开裂，同时易产生气孔，为较难焊接材料。
鉴于上述原因，模具钢的焊接非常困难，我们应该注意如下事项：
1．1．为防止开裂，应依据模具钢母材或焊接材料，进行预热并控制层间温度。
必要时进行后热并缓冷。
2．2．预热尽可能将温度控制在均一的水平，只能进行局部预热的情况下，在焊接部周围50mm的范围内均一加
热；加热时使用长而弱的火焰，在大面积范围内缓慢地加热到100℃左右。
3．3．为了防止气孔的发生，要完全清除焊接部的锈迹、油污，使用焊条要烘干。
4．4．焊接尽量使用低电流，使熔深较浅，这样不仅可以得到应有的性能，而且可以防止气孔、咬边现象。
5．5．为了防止开裂，焊道的起始端尽量避免在角落，要用圆头榔头锤敲击每条焊道，从焊接终点开始往起点处敲击，大力敲击最好敲击到焊道平整光滑，
模具堆焊的缺陷及对策（铸铁）
模具焊接的注意事项
模具母材，由于现在的主流为合金工具钢或铸铁，施焊相对于碳钢来讲，非常的困难，会出现各种问题。
合金工具钢含碳量和其它元素较多，为较易淬火材料，焊接时多发生裂纹。
这是模具钢本身所要求的材料特性所决定的。
另一方面，铸铁自身的延伸率较差，焊接时热输入容易引淬硬和开裂，同时易产生气孔，为较难焊接材料。
鉴于上述原因，模具钢的焊接非常困难，我们应该注意如下事项：
6．1．为防止开裂，应依据模具钢母材或焊接材料，进行预热并控制层间温度。
必要时进行后热并缓冷。
7．2．预热尽可能将温度控制在均一的水平，只能进行局部预热的情况下，在焊接部周围50mm的范围内均一加热；加热时使用长而弱的火焰，在大面积范围内缓慢地加热到100℃左右。
8．3．为了防止气孔的发生，要完全清除焊接部的锈迹、油污，使用焊条要烘干。
9．4．焊接尽量使用低电流，使熔深较浅，这样不仅可以得到应有的性能，而且可以防止气孔、咬边现象。
10．5．为了防止开裂，焊道的起始端尽量避免在角落，要用圆头榔头锤敲击每条焊道，从焊接终点开始往起点处敲击，大力敲击最好敲击到焊道平整光滑，直到焊道波纹消失。