選擇適合特定冷作模具的撫順特鋼冷作模具鋼,需要考慮以下幾個(gè)方面:
模具的工作條件
載荷大小:對(duì)于承受較小沖擊載荷、要求高耐磨的冷沖模及沖頭、冷切剪刀等,可選用撫順特鋼的 Cr12 鋼。它具有高強(qiáng)度、較好的淬透性和良好的耐磨性3。如果是承受大沖擊載荷的冷作模具,如冷鐓模具、冷擠壓模具等,則宜選用沖擊韌性較高的撫順特鋼 DC53、D2 等模具鋼。
工作溫度:一般冷作模具工作溫度不高,但如果模具在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的熱量,需要考慮鋼的熱硬性。例如,在一些高速冷沖壓或冷擠壓工藝中,模具溫度可能會(huì)升高,此時(shí)可以選擇具有一定熱硬性的鋼種,如撫順特鋼的 FT32(對(duì)應(yīng) Cr12MoV1),其含有鉬等合金元素,能在一定程度上保持高溫下的硬度和強(qiáng)度。
摩擦情況:當(dāng)模具與被加工材料之間的摩擦較大時(shí),要求模具鋼具有良好的耐磨性。像在拉絲模、滾絲模等模具中,材料與模具表面相對(duì)滑動(dòng)劇烈,撫順特鋼的一些高碳高鉻模具鋼,如 Cr12MoV、D2 等,由于其高硬度和高耐磨性,能夠很好地抵抗磨損,延長(zhǎng)模具壽命。
模具的形狀和尺寸
形狀復(fù)雜程度:形狀簡(jiǎn)單、不易變形的冷作模具,常選用撫順特鋼 9CrWMn、T10 等制造。對(duì)于形狀復(fù)雜、容易變形的冷作模具,宜選用高耐磨模具鋼 Cr12、Cr12MoV、撫順特鋼 SKD11 等制造,這些鋼種具有較好的淬透性和較小的熱處理變形量。
尺寸大小:大尺寸的模具需要鋼材具有良好的淬透性,以保證整個(gè)截面性能的均勻性。例如,對(duì)于大型冷擠壓模具,可選用撫順特鋼的 FT32 鋼,其淬透性高,能在較大尺寸下獲得良好的硬度和強(qiáng)度分布。而對(duì)于小型模具,對(duì)淬透性的要求相對(duì)較低,可以選擇一些成本較低、加工性能好的鋼種,如 9CrWMn。
生產(chǎn)批量1
小批量生產(chǎn):生產(chǎn)批量小或中等的,常選用碳素工具鋼或高碳低合金模具鋼,如撫順特鋼的 T10、9CrWMn 等。這些鋼種價(jià)格相對(duì)較低,加工性能好,能夠滿足小批量生產(chǎn)的成本和性能要求。
大批量生產(chǎn):生產(chǎn)批量大時(shí),為了提高生產(chǎn)效率和降低成本,應(yīng)選用高耐磨、高性能的模具鋼,如撫順特鋼的 Cr12MoV、D2 等。雖然這些鋼種的價(jià)格較高,但由于其高耐磨性和長(zhǎng)壽命,在大批量生產(chǎn)中能夠分?jǐn)偝杀荆岣呓?jīng)濟(jì)效益。
加工工藝性
切削加工性能:有些模具形狀復(fù)雜,需要進(jìn)行大量的切削加工,此時(shí)應(yīng)選擇切削加工性能好的鋼種。撫順特鋼的 9CrWMn、T10 等鋼種,經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)耐嘶鹛幚砗螅捕冗m中,切削加工性能良好。而像 Cr12MoV 等高碳高鉻鋼,由于硬度較高,切削加工相對(duì)困難,但通過(guò)采用合適的刀具和切削參數(shù),也能滿足加工要求。
熱處理工藝性:模具鋼的熱處理工藝性包括淬火、回火等工藝的難易程度和熱處理變形量的大小。例如,F(xiàn)T37(對(duì)應(yīng) 9CrWMn)油淬冷作模具鋼有一定的熱敏感性,鍛造加熱時(shí)不宜迅速加熱,需要在 650 - 750℃進(jìn)行一次預(yù)熱5。而 Cr12MoV 等鋼種在淬火時(shí)需要嚴(yán)格控制加熱速度和冷卻速度,以避免出現(xiàn)裂紋和過(guò)大的變形。對(duì)于一些對(duì)尺寸精度要求高的模具,應(yīng)選擇熱處理變形小的鋼種,如 FT32(Cr12MoV1)等。
成本因素:在滿足模具使用性能要求的前提下,成本也是需要考慮的因素。一般來(lái)說(shuō),碳素工具鋼和低合金模具鋼的成本較低,如撫順特鋼的 T10、9CrWMn 等;而高合金模具鋼,如 D2、DC53 等,成本相對(duì)較高。對(duì)于一些對(duì)成本敏感的小批量生產(chǎn)或普通要求的模具,可以優(yōu)先選擇成本較低的鋼種;對(duì)于高精度、長(zhǎng)壽命要求的模具,雖然高合金模具鋼成本高,但從長(zhǎng)期來(lái)看,能夠帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益。