沖壓模具材料的分類及強化處理技術

彭繼康

摘 要：改革開放以來我國工業生產進步尤為明顯，尤其是制造行業規模越來越大，生產技術水平逐年提高。特別是一些機械制造產業，對于產品生產控制十分嚴格，耐磨性和抗氧化性以及耐腐蝕性成為了衡量產品質量的重要指標。在這種社會大環境下模具制造業的發展形勢十分嚴峻，存在的問題較多，必須要不斷改進和優化，創新生產工藝提高技術水平，合理應用模具強化處理技術，這樣才能有效提高模具生產質量。本文首先闡述了沖壓模具的種類和性能，同時也討論了其強化處理技術的應用。

關鍵詞：沖壓模具；材料分類；性能；強化處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.013

0 引言

模具在工業生產中發揮關鍵作用，其利用率和高精度等優勢是其他產品不能比擬的額，尤其是最近幾年以來應用范圍越來越廣泛，汽車產業、航空制造業、以及電子行業中都有所涉及，且發展趨勢較好。從目前的情況來看沖壓模具的種類變得多種多樣，外表形態不易不一，功能十分豐富，而工業產業的需求也在隨之不斷增強，這對于模具制造業來說面臨著巨大挑戰。必須要做好模具材料和性能的分析，改善生產工藝，確保模具的性能和質量，從而促進工業生產的不斷進步。

1 沖壓模具材料的分類

（1）碳素工具鋼。碳素工具鋼的優點主要表現在耐磨性和硬度兩個方面。通常情況下一些形狀簡單、尺寸較小的零件制造會用到碳素工具鋼，工藝復雜體型較大的模具通常不會用到。

（2）低合金工具鋼。低合金工具鋼是由合金元素和碳素工具鋼混合而成的。這種材料的優點主要表現在模具生產的組織應力和熱應力方面，可以有效降低這兩種應力，在控制淬火冷卻過程的同時降低了模具開裂或變形的發生機率。

（3）高碳高鉻工具鋼。高碳高鉻工具鋼的優點表現在很多方面，例如耐磨性強硬度高，且具有一定的穩定性，淬透性和淬硬性也占據優勢，在進行表面熱處理后變形幾率較低。

（4）高速鋼。高速鋼優點和缺點并存。優點主要表現在硬度和耐磨性以及抗壓強度方面，缺點表現在所含合金元素較多導致工藝性能不好，脆性大，且需要耗費大量生產成本，應用范圍并不廣泛，限制因素較多。對于高速鋼的處理主要目的就是增強模具的使用韌性，因此在生產過程中比較常用的工藝就是快速加熱和低溫淬火。

（5）基體鋼。基體鋼所包含的主要材料就是高速鋼，同時也添加了少許其他元素。優點主要表現在耐磨性、硬度、抗彎強度、以及穩定性等方面，不易開裂變形。主要是應用在制造冷鐓模具的過程中。

（6）硬質合金。如果模具的生產規模較大則可以選用硬質合金，可以有效保證模具性能，這種材料的優點主要表現在硬度和耐磨性兩方面。

2 沖壓模具材料的選擇和性能分析

（1）沖壓模具材料的選擇。沖壓模具種類多種多樣，不同種類的模具生產工藝存在一定差異，因此對于生產材料的要求也不是不同的，對于這種情況，在實際生產中必須要合理選擇適合的材料。過程中綜合考慮到生產環境、工作狀態以及生產需求等多方面因素，確保模具生產質量。

（2）沖壓模具材料性能。由于不同材料性能不同，對此要想保證模具的生產質量和使用效能必須要合理選擇模具材料，提前做好材料性能的分析，確保模具質量和性能，具體如下：

1）工藝性能。工藝性能所涉及到的內容主要有熱處理性能和鍛造性能兩種。熱處理性能既包括淬透性，也包括了淬硬性；鍛造性能指的是材料所能承受的最大鍛造壓力。這兩種性能對于模具的生產來說有著重要影響，直接關系著和模具生產質量和使用壽命。

2）使用性能。模具的使用性能涉及到很多內容，其中主要包括耐磨性：抵抗摩擦的能力；耐腐蝕性：抵抗腐蝕的能力；抗疲勞性：在實際生產過程中抵抗疲勞的能力；抗彎強度：在實際生產中抵抗彎曲、變形的能力；硬度：模具材料的硬度對于模具生產質量有著重要影響，體現著材料的抗破壞能力；韌性：材料才受到來自外界沖擊負荷的時候抵抗斷裂的能力。每一種性能對于模具生產的質量和性能都有著重要影響，不容忽視。

3 沖壓模具的強化處理技術

除了上述幾種性能以外，模具表面性能也在很大程度上影響著模具的使用壽命和使用效率，對此也要予以高度重視，確保模具表面性能符合實際需求。一由于表面性能較差在生產過程中由于某種原因留下磨損和破壞，就會影響模具質量，一旦下模修理，必定會阻礙正常生產，同時耗費更多的成本。對此有必要對其表面性能進行強化處理，強化處理技術主要可以分為化學表面處理和物理表面處理，具體措施如下：

（1）化學表面處理。

1）表面擴散滲入。表面擴散滲入指的是將模具放置在存有特定活性介質的密閉性空間內，同時嚴格控制內部溫度，逐漸加熱隨著空間內補溫度的逐漸升高這種介質會隨之慢慢滲入模具表面使之發生化學反應，從而來提高模具表面的抗腐蝕性和耐磨性。

2）表面涂覆。在模具表面涂抹一層特定的材料，使其和模具表面之間發生化學反應從而提高模具性能，這種方式就叫做表面涂覆。

（2）物理表面處理。物理表面處理技術顧名思義，就是利用物理化的方式來強化模具的表面的使用性能。物理表面處理技術又可以分為激光表面淬火技術和高頻淬火技術，具體還是要根據實際情況選擇合適的技術，以此來強化模具表面物理性能。

4 結語

綜上所述，眼下工業生產規模越來越大，模具在廣泛應用的同時生產工藝也需要不斷優化，制造業對此要予以高度重視綜合多方面因素詳細分析，嚴格控制材料的應用，同時做好表面強化處理，確保模具的質量和性能滿足工業生產需要。

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