模具材料的选择及主要问题
1、模具材料的选择
在冷冲压模具中,使用了各种金属材料和非金属材料,要求其具有、、高、适当的韧性、高淬透性和热处理不变形(或少变形)及淬火时不易开裂等性能。
热冲压模具在选择模具材料时 加注重其热力学性能。热冲压模具主要通过模具工作表面与零件的接触传热带走零件的热量,实现对零件的淬火,因此,模具材料 先具有良好的导热能力,以钢板与模具之间的传热,实现良好的冷却功能。其次,由于模具在冷热交替的工况下服役,因此模具材料 具有良好的热机械性能、高的,以在工作时模具尺寸精度稳定,表面硬度良好,能够承受强烈热摩擦和坚硬氧化皮带来的磨损。此外,由于需要在模具开设冷却水流道,模具材料还需要具有良好的耐锈蚀性,冷却管道不被冷却介质锈蚀堵塞。
在模具材料选择时,一般要根据具体工作情况,参照热锻用热作模具钢进行选择。蒂森克虏伯公司的热冲压模具,采用具有很高热传导系数的模具材料(Glidcop一一一种A1203/Cu复合材料)。另外一种模具材料CR7V,增加了Cr, Mn和V的含量,提高了模具材料在高温下的导热系数、能,以及热稳定性。
2、模具设计时的需要克服的主要问题
在冷成形过程中,板料的成形主要是通过内部表面材料的延伸和压料面下材料的补充而拉深成形。回弹是零件的主要成形缺陷,尤其是对于钢板的成形。随着钢板强度的提高,其塑性降低,面畸变和回弹效应增强,残余应力增大,容易导致成形后的变形回复。因此在模具设计时要通过结构设计和参数调整等方法来控制回弹的发生。此外,在零件成形时还容易产生开裂和起皱等缺陷,在模具设计时要通过设计压边圈和拉延筋加以控制。
在热冲压成形过程中,由于板料的变形机理和冷冲压 不同,高温下的板料具有非常好的流动性能和塑性变形能力,因此成形之后的零件基本没有回弹。热冲压模具设计中要考虑的主要问题是冷却的问题,一方面要模具具有足够的冷却效率,板料发生马氏体转变,并且具有连续冷却的能力。另一方面要对零件均匀冷却,使零件组织均匀,同时避免产生过大的热应力而导致零件局部变薄严重甚至开裂。