冲压模具常用金属材料及其热处理工艺研究

范超

摘要：随着社会经济的发展和科学技术的提高，推动了工业生产中模具产业的壮大，而模具材料则是模具制造的前提所在。如今，使用广泛的模具材料种类是较为多样化的，人们所理解的模具材料，其内涵主要涵盖两各方面。一方面，是材料构成，即材料是由何种金属或其他物质制作而成;另一方面，是材料获取工艺，即材料制造所需的处理方式与流程，唯有对这两个问题进行充分解决，方可获取理想的模具材料，作出与现实生产相需、相符的模具。

关键词：冲压模具;金属材料;热处理

引言

模具作为高新技术产业中的重要组成部分，也是工业、制造业生产过程中使用的基础装备。利用模具进行产品的生产，可以提升产品的生产效率。模具技术具备较强的综合性，包含工艺装备技术、材料技术等，也作为冶金、计算机、热处理等共同打造的系统性工程。使用冲压模具结合热处理工艺，可以提升金属材料的加工效率和模具的使用寿命。

1冷冲压基本概念

所谓冷冲压，其具体是指在常温环境下，在压力机上用冲压模具对所用材料施加压力，使其变形而得到所需标准零件的加工法。由于冷冲压常用于板材加工方面，也可将其称为板材冲压。冷冲压有诸多特性，具体表现为：第一，尺寸精度高。由于当前各产业已基本采用流水线生产方式，其所需部件需要统一标准，传统手工操作已无法满足精度需求，冷冲压在此方面提高了部件的精度，满足生产需要;第二，生产效率高。采用统一标准的部件提高了生产效率，减轻了工人的劳动强度，提高产品质量的同时也增强了企业竞争力;第三，节约成本。由于冷冲压所用信息化技术程度高，在材料生产加工过程中能够充分利用，极大减少了废料产生，在一定程度提高了材料使用率并节约了成本，在市场竞争中能够获得更大效益。

2冲压模具常用金属材料

2.1高碳高铬模具钢材料

高碳高铬模具在应用中能够呈现出非常好的耐磨性和淬硬性，与碳素钢材料相比，具备更加明显的应用优势，此材料的耐磨性非常好，而且质地坚硬，不容易在锻造过程中产生变形，也因此高碳高铬材料在金属冲击模具中广泛应用。另外，高碳高铬模具在应用中也存在一定的弱势，为了保障该材料应用的科学性，需要根据冲压模具的具体使用要求进行材料的改造，强化模具应用效果，实现对高碳高铬材料应用中内部碳化物的改善，保障材料性能符合应用需求。

2.2超硬高速钢材料

将高速钢进行一定的加工，便可以得到超硬高速钢。在冲压模具的应用中，为了满足难切削材料的应用，通过对超硬高速钢材料应用保障其加工具备更强的科技含量，保障冲压材料强度符合模具应用水准。但是，在超硬高速钢材料应用时还存在非常强的不利因素，一味地增强材料的硬度，很可能造成材料的可塑性变差，不利于材料的韧性提升，在加工过程中也会导致加工时间的延长。为了避免超硬高速钢材料在应用中的弊端，需要采用科学的方法进一步提升材料中的碳含量，保障其拥有更好的使用前景。

2.3硬合金材料

若仅考虑耐磨与硬度两个特性，硬合金要比上述冷冲压模具金属材料都要强很多，但要从抗弯性与韧性方面来考虑，硬合金的使用性能就要逊色不少。改良硬合金的最佳方法就是将少量铁粉与合金粉制作成粘合剂，碳化钨做硬相，采用粉冶金法烧制而成即为硬合金。因为硬合金的材料依然是钢材，因此可采用切削、焊接等措施对其进行加工。

2.4基体钢材料

高速钢和超硬高速钢在本身上会存在一定的缺陷，想要在工业上解决这种问题就需要适当添加一些其他的元素，可以改变高速钢的冲压性能，基于此，我们可以将这种加工过程所生产出来的钢统一称为基体钢。基体钢的韧性比较居中，是高速钢和超硬高速钢的结合体，具备了两者共同的优点，并且在生产成本上，基体钢也比高速钢低很多，因此，基体钢的应用，可以极大地推广模具材料的发展。

3冲压模具的热处理工艺

3.1模具的高、降温淬火工艺

在冲压模具的生产中，需要根据应用的具体方式对冲压模具进行降温淬火，利用降温与淬火保障模具生产的科学性，降低模具内钢材料的碳含量，保障其材料性能符合应用需求。在经过淬火处理之后的钢材料能够实现模具生产寿命的大幅度提升，模具抗磨性能也得以保障。因此，需要不断加大对模具生产中的降温与淬火，保障模具有更长的使用时间。

3.2极冷处理工艺

与真空处理相同的是，对冷冲压模具进行极冷处理也可以对其力学性进行一定优化，而且还能延长模具的使用时长。从整体角度审视，对模具材料进行极冷处理时可在淬火与回火间进行，也可设置在回火后操作。模具经过极冷处理后，其耐磨性与稳定性都有着显著提高。现如今，极冷处理在广泛应用于冷冲压模具制作过程的同时，也在硬合金处理方面发挥了重要作用。

3.3化学热处理工艺

一般情况下，模具加工工艺中会使用到化学热处理工艺，这种工艺技术能持续不断的提高模具钢表面的性能，针对目前技术的发展情况，多数工厂使用的技术一般都是渗氮工艺、离子渗氮工艺和高频渗氮工艺，前者能不断的提高模具材料渗层的质量，还能在最大程度上缩短渗氮的时间。

3.4真空热处理工艺

真空热处理工艺可以令模具钢材料保持非常好的表面性能状态，整体变形较小。之所以会发生这样的情况，主要是因为进行真空加热时，模具钢材料的表面仍然保持活性状态，因而不会发生明显的脱碳现象，也不会产生氧化膜阻碍材料冷却。真空加热可以使模具钢的表面产生脱气的效果，所以材料本身就拥有了比较好的力学性能，增高加工炉内的真空程度，则材料的抗弯强度也会逐步提升。经过真空淬火处理后，模具钢的断裂韧性能也会有进一步改善，经实际测算，真空热处理工艺处理过的模具其寿命要比常规工艺处理过的模具寿命提升40%。冷冲压模具真空热处理技术目前已比较成熟，在实际生产中得到广泛使用。

结语

总而言之，工业的迅速发展，让各类冲压模具受到人们的关注，在我国工业发展中，只有不断实现模具制造与改良，才能推进工艺技术的创新，保障我国机械制造行业的发展。因此，需要加大对冲压模具金属材料和热处理工艺的分析，强化研究和应用实践，确保我国模具技术发展，并实现我国机械制造业的进步。

参考文献

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