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蘇州東锜精密模具材料有限公司是一家集生產(chǎn)、銷(xiāo)售、服務(wù)為一體的綜合性企業(yè)，廠房面積5000㎡，員工100余人，每主營(yíng)產(chǎn)品：高速鋼、模具鋼、不銹鋼等特殊鋼材，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車(chē)、機(jī)電、航天、核電、電子儀表等行業(yè)。東锜精密模具供應(yīng)產(chǎn)品具備質(zhì)優(yōu)價(jià)美、材質(zhì)sus630規(guī)格齊全、交貨及時(shí)、技術(shù)服務(wù)完善等優(yōu)勢(shì)，從而贏得眾多客戶的肯定和信賴。
常用儀表的指針零件如圖1所示，該零件上的孔徑尺度較小為？0.5mm，對(duì)沖孔的凸模及凹模有特殊要求。這類(lèi)小孔沖模的損壞首要是磨損失效及小孔凸模折斷。
成形指針的模具零件磨損失效部位首要存在于沖小孔凸、凹模刃口部位、凸模端面、凸模圓柱面以及凹模型孔表面。模具的沖裁進(jìn)程：凸模與凹模組成上、下刃口，板料放在凹模上，凸模在壓力機(jī)的滑塊帶動(dòng)下下行，將板料壓入凹模中，板料在通過(guò)彈、塑性變形后發(fā)生開(kāi)裂分離。模具零件的磨損首要發(fā)生在沖裁進(jìn)程中及沖裁完畢階段。凸模在將板料壓入凹模的更初階段，凸、凹模刃sus630毛坯料硬度口部位遭到拉壓交替的應(yīng)力，跟著沖裁次數(shù)的添加，模具零件刃口處易呈現(xiàn)疲勞裂紋，從而形成模具零件刃口磨損。一起，凸模端面與板料接觸面之間的沖突也會(huì)形成凸模端面磨損。在繼續(xù)將板料壓入凹模的終究階段，一般凸模伸進(jìn)凹模深度為一個(gè)料厚t，隨后凸模隨壓力機(jī)滑塊上行脫離板料。但此刻未被沖入凹?？變?nèi)的板料會(huì)緊緊套在凸模上，由于在沖裁時(shí)資料遭到了凸模的揉捏，發(fā)生了沿凸模徑向向外的揉捏彈性變形，沖裁一完畢資料將回彈緊抱凸模。卸下板料則需卸料力，約占沖裁力的8%左右，在卸料進(jìn)程中會(huì)形成凸模外圓柱面磨損。
跟著模具使用次數(shù)添加，凸、凹模刃口磨損、端面磨損以及圓柱面的磨損都從微量磨損逐步累積成過(guò)量磨損，終究導(dǎo)致凸、凹?？障蹲兇蠹叭锌阝g化。如果凸模尺度小，強(qiáng)度自身缺乏，在刃口變鈍和空隙變大的狀況下很簡(jiǎn)單形成凸模受力偏載，從而形成小凸模過(guò)早折斷，這是成形指針？0.5mm孔的小凸模簡(jiǎn)單折斷的首要原因。
怎么下降指針模具零件的磨損量是進(jìn)步凸、凹模刃磨壽數(shù)的要害因素，除了優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減緩模具零件磨損，還應(yīng)挑選適宜的模具零件資料。當(dāng)時(shí)，指針模具常選用Cr12MoV鋼制作凸、凹模，但Cr12MoV鋼資料耐性缺乏，在使用凸模沖制？0.5mm孔的進(jìn)程中易折斷、刃磨壽數(shù)短。對(duì)于小尺度凸、凹模資料的挑選首先應(yīng)重視資料的耐性，7Cr7Mo2V2Si鋼經(jīng)熱處理后具有較好的硬度、耐磨性，要害還具有較好的耐性。如果挑選7Cr7Mo2V2Si鋼制作成形指針小孔的凸、凹模有或許進(jìn)步刃磨壽數(shù)，下降小孔凸模的折斷率。
因而，對(duì)Cr12MoV鋼和7Cr7Mo2V2Si鋼制作的模具零件磨損量、刃磨壽數(shù)、小凸模折斷狀況進(jìn)行比較，以驗(yàn)證7Cr7Mo2V2Si鋼進(jìn)步?jīng)_小孔模具使用壽數(shù)的可行性。
一、實(shí)驗(yàn)預(yù)備
1、實(shí)驗(yàn)資料
實(shí)驗(yàn)資料：CR12MoV
sus630的密度是多少 Cr12MoV鋼的化學(xué)成分如表1所示，具有高的含碳量和含鉻量，Cr與碳形成Cr23C6型碳化物能極大程度地進(jìn)步鋼的耐磨性、淬透性及回火穩(wěn)定性；Mo與碳能形成（Fe、Mo）6C型碳化物，能進(jìn)步鋼的淬透性、細(xì)化晶粒、進(jìn)步共晶碳化物的均勻度和強(qiáng)化二次硬化作用；V的首要作用是細(xì)化晶粒，進(jìn)步回火穩(wěn)定性，強(qiáng)化二次硬化作用，添加鋼的耐磨性。Cr12MoV鋼是現(xiàn)在常用的模具零件資料，指針模具零件也常選用此冷作模具鋼。
Cr12MoV鋼熱處理工藝選用油淬加回火處理，加熱保溫階段選用3次分步預(yù)熱處理：①預(yù)熱溫度650℃，升溫在30min內(nèi)完結(jié)，保溫時(shí)刻2h；②升溫至850℃，升溫時(shí)刻為20min，保溫時(shí)刻2h；③升溫至1000℃，升溫時(shí)刻在20min內(nèi)完結(jié)，保溫時(shí)刻1.5h。淬火冷卻選用油冷至油溫，回火挑選二次回火溫度190℃，每次保溫4h，終究硬度經(jīng)測(cè)定為60HRC。
7Cr7Mo2V2Si鋼
7Cr7Mo2V2Si鋼是一種高強(qiáng)耐性、高耐磨性冷作模具鋼，其化學(xué)成分如表2所示。與Cr12MoV鋼所含成分比較，7Cr7Mo2V2Si鋼碳含量少了近1/2，Si元素含量添加了0.53%。碳含量削減，共晶碳化物含量也會(huì)削減，Si元素含量增多，鋼材的回火穩(wěn)定性將得到進(jìn)步。通過(guò)熱處理的7Cr7Mo2V2Si鋼在強(qiáng)度、耐性、耐磨性都比Cr12MoV鋼好。7Cr7Mo2V2Si鋼更適合制作接受高負(fù)荷的沖模零件。
7Cr7Mo2V2Si鋼熱處理相同選用油淬加回火處理，具體淬火加熱保溫階段也選用3次分步預(yù)熱處理：①預(yù)熱溫度大約為650℃，升溫在30min內(nèi)完結(jié)，保溫2h；②升溫至850℃，升溫時(shí)刻為20min，保溫時(shí)刻2h；③升溫至1100℃，升溫時(shí)刻在20min內(nèi)完結(jié)，保溫1.5h。淬火冷卻選用油冷然后冷卻至油溫?；鼗鹋cCr12MoV鋼不相同，挑選二次回火溫度240℃，每次保溫2h，終究硬度經(jīng)測(cè)定為59HRC。
挑選1040℃作為終究淬火溫度，在加熱進(jìn)程中，大sus630不銹鐵量的碳和合金元素充沛溶入奧氏體中，淬火后，馬氏體中含碳量添加，進(jìn)步馬氏體硬度，一起由于加熱溫度不高，能下降淬火馬氏體的熱應(yīng)力。挑選240℃低溫回火首要是為了消除淬火應(yīng)力，穩(wěn)定尺度，削減熱處理變形。通過(guò)熱處理的凸、凹模零件，可獲得較高的硬度和耐磨性。
2、模具設(shè)計(jì)方案及沖壓設(shè)備
沖孔落料級(jí)進(jìn)模
圖2 沖孔落料級(jí)進(jìn)模
針對(duì)圖1所示的指針零件，模具設(shè)計(jì)方案挑選為沖孔落料級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)，所用模架為對(duì)角導(dǎo)柱式規(guī)范模架，如圖2所示。選用這種導(dǎo)向模式的模具便于操作，更大極限規(guī)避因?qū)us630標(biāo)準(zhǔn)向問(wèn)題而引起模具偏載、模具凸模彎曲等問(wèn)題，從而防止模具零件的非正常磨損。要害模具作業(yè)零件凸、凹模的制作選用線切割加工，為防止線切割加工蛻變層，對(duì)相關(guān)零件選用再次回火處理。
依據(jù)實(shí)驗(yàn)選用的指針模具結(jié)構(gòu)，按照壓力機(jī)的裝模高度、所能供給的更大沖裁力、實(shí)驗(yàn)操作便利3個(gè)原則選用機(jī)型為開(kāi)式可傾壓力機(jī)JN23-40A。該壓力機(jī)更大裝模高度為280mm，更大沖裁力為400kN。
3、實(shí)驗(yàn)方法
分別選用Cr12MoV鋼和7Cr7Mo2V2Si鋼制作凸、凹模零件，模具其他零件資料及結(jié)構(gòu)不變，在相同光滑條件下，在同一設(shè)備JN23-40A上進(jìn)行沖裁實(shí)驗(yàn)。統(tǒng)計(jì)在相一起間內(nèi)沖裁相同數(shù)量制件后，作業(yè)零件凸、凹模的磨損量以及每副模具的終究刃磨壽數(shù)和小孔凸模折斷的次數(shù)，依據(jù)成果驗(yàn)證7Cr7Mo2V2Si鋼制作指針小孔沖裁模的實(shí)用性。
二、實(shí)驗(yàn)成果及分析
1、小孔凸模磨損量
7Cr7Mo2V2Si鋼和Cr12MoV鋼小孔凸模磨損量比較
圖3 7Cr7Mo2V2Si鋼和Cr12MoV鋼小孔凸模磨損量比較
圖3所示為7Cr7Mo2V2Si鋼和Cr12MoV鋼在相一起間內(nèi)沖裁相同多的指針狀況下，小孔凸模的磨損量比較統(tǒng)計(jì)圖。由圖3可見(jiàn)，7Cr7Mo2V2Si鋼和Cr12MoV鋼在沖裁的更初1h內(nèi)，磨損狀況不同不大，由于新模具凸、凹?？障缎。丝坦饣狈?，凸、凹模沖突劇烈，2種鋼材在此種狀況下磨損狀況相差不大。跟著時(shí)刻的推移，用7Cr7Mo2V2Si鋼的凸模磨損量比Cr12MoV鋼小，由于沖裁初始階段往后，模具凸、凹模空隙變大，光滑狀況變好，7Cr7Mo2V2Si鋼抗磨的優(yōu)勢(shì)逐步表現(xiàn)，當(dāng)連續(xù)作業(yè)約5h后，可明顯的發(fā)現(xiàn)用Cr12MoV鋼的凸模磨損急劇變大，而7Cr7Mo2V2Si鋼仍是維銷(xiāo)售sus630持在較低水平。
2、模具零件刃磨壽數(shù)及折斷次數(shù)
模具小凸模折斷次數(shù)
模具零件的刃磨壽數(shù)狀況如表3所示，從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，在相同光滑條件下，用7Cr7Mo2V2Si鋼的凸模均勻刃磨壽數(shù)約件，而用Cr12MoV鋼的凸模均勻刃磨壽數(shù)約件，使用壽數(shù)延長(zhǎng)了50%。
模具零件刃磨壽數(shù)比較
凸模折斷的原因在于模具資料耐性缺乏，從表4中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，以相同沖裁5萬(wàn)件指針的狀況下，用7Cr7Mo2V2Si鋼的凸模折斷次數(shù)為0，但用Cr12MoV鋼的小孔凸模已呈現(xiàn)3次折斷。
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