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5种常见切边刀口模具钢功能比照

作者:缅甸维加斯 时间:2019-05-24 14:12

缅甸维加斯

  随着环境和能源问题的日益突出以及对安全的重视,高强度钢零件得到越来越多的应用,高强钢板冷加工时变形抗力大,所需求的压力也大,还会受一定程度的冲击载荷,对冷作模具强度、耐磨性、耐性等功能要求更高。

  1500MPa超高强度零件的切边冲孔是各国的难题,切边冲孔的效率仍有很大的提高空间。日本和瑞典的高速粉末钢SKH-9和ASP60虽然适合高难度的切边工艺,但在耐磨性和耐性还有待提高,并且高速粉末钢的价格昂贵,制约其在切边冲孔刀具上的运用。

  现在各国首要选用以下2种办法提高模具钢的功能:①优化模具钢的成分和开发新钢种;②改善模具钢的生产流程和工艺控制技能。

  现以5种常用冷作模具钢(Caldie、Cr12MoV、ASP60、DC53和LD)为研究目标,经过对其成分、功能、安排进行剖析,归纳比照考虑强耐性、耐磨性、价格等要素,选取最合适的切边冲孔模具资料,为研究高性价比切边冲孔所需模具刀口的模具钢资料提供辅导。

  1 实验资料及办法

  实验中硬度测量运用型号为HB-3000、69-1布洛维氏硬度计,别离依照规范《GB/T231金属布氏硬度实验办法》和《GB/T230金属洛氏硬度实验办法》测验。将退火态试样镶嵌、磨制、抛光后用新配制的体积分数为4%的硝酸酒精溶液腐蚀,选用NikonMA100型倒置式光学显微镜(OM)对试样中间方位进行安排描摹调查及图画收集。

  回火态的冲击试样尺度:10mm×10mm×55mm,无缺口,参照《GB/T229-2007金属资料夏比摆锤冲击实验办法》检测,冲击实验机为JB-50B型冲击实验机(冲击能量为500J),实验温度为室温。

  磨损实验选用销盘式冲突磨损实验仪,实验在常温状态下进行无光滑冲突,试样尺度为ϕ20mm×3mm的圆片。作业时,实验仪在载荷磨球的效果下用电机带动旋转平面试样作业,磨球为SiC钢球,直径ϕ5mm。60N载荷无光滑磨损时刻为1h,速度为477r/min。磨损后运用白光干涉仪调查磨损描摹及核算磨损体积。

  2 成分剖析

  运用PMI-MASTER型直读光谱仪测量5 种钢的化学成分,如表1所示。

  3 冶金质量剖析

  对5种资料进行比照剖析,首要包含退火态硬度及金相、化学成分、非金属夹杂物评级与共晶碳化物评级。5种钢的退火态硬度值如表2所示,依据高品质锻制冷作模具钢联盟技能规范(LB-C3-2016),Caldie、Cr12MoV和DC53满足要求,ASP60和LD的退火态硬度偏高。冷作模具钢一般在退火态进行机械加工,退火态硬度较低便于成形加工。

  依据《GB/T14979-94共晶碳化物不均匀度评定法》,评级图片比照第四评级图(适用于热轧、锻制及冷拉合金工具钢钢材)。经过与规范评级图的比对,得出5种钢的共晶碳化物不均匀度如表3所示。

  依据《GB/T10561-2005/ISO4967:1998钢中非金属夹杂物含量的测定规范评级图显微检验法》,将退火态的金相相片与规范图谱进行比照,别离对每类夹杂物进行评级,并与高品质锻制冷作模具钢联盟技能规范(LB-C3-2016)比照,评级结果如表4所示。

  4 功能剖析

  冷作模具钢在作业时承受巨大的压应力、弯曲力、冲击力及冲突力,因而首要的失效形式为开裂、崩刃和磨损。模具零件作业时承受连续、高强度的冲击力,且因为形状复杂、易产生应力集中而导致开裂,需求具有较高的强耐性。模具零件形状及机加工工艺复杂、造价高,作业时冲突力和冲突面积大而导致磨损较大,因而修模困难,需求具有更高的耐磨性。

  01 强耐性

  对5种钢的回火态硬度及冲击耐性进行检测并比照剖析,回火态的硬度及冲击能量数值如表5所示。

  图4 5种钢的硬度与冲击能量

  由表5和图4可看出,Caldie、Cr12MoV、ASP60和DC53的硬度较高,但Cr12MoV、ASP60、DC53和LD的冲击能量较低。Caldie在坚持硬度较高的一起具有很高的冲击能量,故Caldie具有最优的强耐性,能更好地满足切边冲孔的作业要求。

  02 耐磨性

  冷作模具钢在作业时遭到较大的应力与冲突力,要求其在冲突下仍坚持尺度精度,故有必要具有高的耐磨性以提高模具运用寿命。而模具钢在作业过程中的磨损比较复杂。资料的硬度越高,抵抗触摸变形的才能越强,资料的耐磨性也越好。但硬度不是唯一的影响要素,因而有必要进行冲突磨损功能测验。

  (a)Caldie

  (b)Cr12MoV

  (c)ASP60

  (d)DC53

  (e)LD

  图5 磨损描摹

  选用销盘式冲突磨损实验仪对Caldie、Cr12MoV、ASP60、DC53、LD的耐磨功能进行检测,其磨损描摹别离如图5所示。经过白光干涉仪测量核算,Caldie、Cr12MoV、ASP60、DC53和LD的磨损体积别离为0.2427、0.2454、0.1378、0.2577、0.2334mm3。ASP60因为粉末冶金工艺制作,耐磨功能优异,其他4种钢的耐磨功能适当。

  经过对5种常用冷作模具钢(Caldie、Cr12MoV、ASP60、DC53和LD)进行成分、功能和安排比照剖析,得到了以下结论:①经过对冶金质量的比照剖析,Caldie的纯净度最优,冶金质量最好;②ASP60耐磨功能最优,其他4种的耐磨功能适当;③归纳考虑功能和性价比,Caldie为合适的高性价比切边冲孔所需模具刀口的模具钢资料。