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1、冷擠壓模具鋼的選用
  在冷擠壓過(guò)程中凹模經(jīng)常承受外套的預(yù)壓應(yīng)力和擠壓過(guò)程中的拉伸應(yīng)力,凸模則承受巨大的壓應(yīng)力。工件在變形過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量也部分地被模具吸收,所以模具材料還需要具有一定的高溫硬度和熱穩(wěn)定性。另外,模具表面往往會(huì)產(chǎn)生磨損和擠傷,從而造成工件的尺寸、形狀變化,表面粗糙度上升,使得模具失效。冷擠壓模具所承受的載荷取決于被擠壓工件的材料強(qiáng)度和加工硬化程度以及工件擠壓過(guò)程中的變形度。
  擠壓較軟的鋁合金工件用的小型模具,其凹模可以采用碳素工具鋼制造;擠壓高強(qiáng)度鋁合金、碳素鋼和低合金鋼工件的冷擠壓凹模,一般采用中合金模具鋼制造(如cr5mo1v等,硬度為hrc56~58)。生產(chǎn)批量不大的冷擠壓凸模和頂桿材料,一般采用中合金冷作模具鋼制造;對(duì)于生產(chǎn)大批量工件的冷擠壓凸模,為了提高其抗壓強(qiáng)度和耐磨性,一般選用高合金模具鋼(如cr12mov,cr12mo1v1,7cr7mo3v2si等)或高速鋼、基體鋼(如w6mo5cr4v2、6w6mo5cr4v等)制造。
  良好的潤(rùn)滑條件是減少冷擠壓模具磨損的主要措施。對(duì)于黑色金屬冷擠壓產(chǎn)品,常采用磷化加皂化處理來(lái)改善潤(rùn)滑條件。在實(shí)際生產(chǎn)中,潤(rùn)滑條件不當(dāng)將造成冷擠壓模具早期失效。
  當(dāng)擠壓工件很大時(shí),如擠壓鋼件超過(guò)10萬(wàn)件,擠壓輕合金工件超過(guò)50萬(wàn)件時(shí),有時(shí)采用硬質(zhì)合金制造模具鑲塊。當(dāng)擠壓變形抗力很高的合金鋼工件或反擠壓大型環(huán)形的工件時(shí),也可以采用硬質(zhì)合金制造冷擠壓凸模的鑲塊,凸模的外套一般選用高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼制造(熱處理硬度為hrc55~58)。
  推薦的冷擠壓模具用鋼見(jiàn)表1-1-8。冷擠壓拉伸模具用鋼見(jiàn)表1-1-9。
  表1-1-8 冷擠壓模具用鋼的選擇

被擠壓工件材料

生產(chǎn)批量/件

5×103

5×104

凸模
用鋼

鋁合金
低碳鋼(c≤0.10%)
滲碳合金鋼

cr5mo1v
cr5mo1v
cr5mo1v

cr5mo1v,cr12mo1v1,高速鋼
cr5mo1v,cr12mo1v1,高速鋼
高速鋼,7cr7mo3v2si

凹模
用鋼

鋁合金
低碳鋼(c≤0.10%)
滲碳合金鋼

t10
crwmn,cr5mo1v
crwmn,cr5mo1v

t10,crwmn
cr5mo1v(氮化),cr12mov
cr5mo1v(氮化),cr12mov

頂桿
用鋼

鋁合金
低碳鋼及滲碳合金鋼

cr5mo1v
cr5mo1v

cr12mov,cr12mo1v1,高速鋼
cr12mo1v1,高速鋼,7cr7mo3v2si

表1-1-9 冷擠壓拉伸模具用鋼的選擇

被加工工件材料

生產(chǎn)批量/件

5×103

5×104

凸模
用鋼

鋁合金

cr5mo1v

cr12,cr12mov,cr12mo1v1,
高速鋼

低碳鋼(c<0.10%)

高速鋼

高速鋼

碳鋼
(c0.20%~0.40%)

高速鋼(氮化)

高速鋼(氮化),高釩高速鋼

滲碳合金鋼

高速鋼(氮化)

高速鋼(氮化),高釩高速鋼

凹模
材料

鋁合金

cr5mo1v

cr5mo1v,cr12mov,高速鋼

碳鋼及合金鋼

cr5mo1v,6cr4w3mo2vnb,
7cr7mo3v2si

cr12mov,cr12mo1v1,
6w6mo5cr4v,

  2、冷擠壓模具
  ①冷擠壓模具的工作條件
  冷擠壓模具工作條件極其惡劣。冷擠凸模的受力情況隨擠壓方法的不同而異,正擠壓凸模主要承受壓應(yīng)力的作用,而反擠壓凸模或復(fù)合擠壓凸模,在擠壓工作行程時(shí),承受著很大的壓應(yīng)力作用,在回程時(shí)則承受較小的拉應(yīng)力,這個(gè)拉、壓應(yīng)力是交變產(chǎn)生的。不論是正擠壓還是反擠壓往往還受到偏心負(fù)荷所引起的彎曲應(yīng)力的作用。由此可以看出,冷擠壓凸模受到拉、壓和彎曲應(yīng)力的綜合作用,其受力狀態(tài)是比較復(fù)雜的。
  冷擠壓凹模內(nèi)壁由于承受著較大的內(nèi)壓力的作用,從而使凹模的圓周方向上作用著較大的拉應(yīng)力。
  此外,冷擠壓成形是在很短時(shí)間內(nèi)完成的,且將大截面的坯料變成小截面的擠壓件,從而使模具承受著交變的沖擊載荷。冷擠壓過(guò)程中的熱效應(yīng)以及模具工作表面受到的劇烈磨擦作用,使擠壓件溫升高達(dá)300~400℃。從而使模具在工作時(shí)溫度升高,不工作時(shí)溫度又有下降,這就是說(shuō)模具還承受著冷熱交變應(yīng)力的作用。
  如此苛刻的工作條件,使得冷擠壓模具的使用壽命比其它模具要短

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