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随着工业的发展,对冷作模具冲压的性能要求也越来越高。一个简单冲切模具,具有20万次的寿命也不再满足低成本、高产量标准的要求。使用新开发的模具材料(例如粉末冶金模具钢)能够达到百万次的模具寿命。从模具经济性方面考虑,使用粉末冶金(PM)模具钢大大降低了单件成本。尽管模具初始成本较高,但是延长模具寿命,减少停工时间,同样让使用者获益。从冶金学观点来看,根据特殊方法冶炼推出的粉末冶金模具钢比常规工具钢的寿命长。粉末冶金模具钢碳化物细小且分布均匀。碳化物类型能够被设计出来,形成更硬的碳化物VC。碳化物越硬,尺寸越小,分布越均匀,就越能提高模具寿命。 虽然粉末冶金模具钢得到越来越多的认可,但是通过客户服务发现,在使用粉末冶金材料时,仍遇到料想不到的失效实例。这些失效通常不是由材料的缺陷引起,而是与模具的加工有关。如图1所概括的,冲切这种冷作加工受许多因素的影响。所有参数的正确调整是非常重要的,以便模具获得可靠的性能。 
图1:影响冷作钢模具寿命的因素 模具钢材料 ◆ 选择冷作模具钢的基本原则 在选择冷作钢时,首先考虑的两个基本机械性能是硬度与韧性。硬度(或强度)确保模具的切削刃口足以切下加工的材料,同时韧性保证模具在工作时不会发生崩角或开裂。理想状态是,高硬度和高韧性的结合。然而,由于冷作模具钢的高合金成分使得硬度增加时,韧性却急剧降低。 表1列出了当前ASSAB销售的冷作模具钢的牌号和化学成分。Vanadis 4、ASP 23 和Vanadis l0都是粉末冶金高合金模具钢。 
图2列出了粉末冶金钢和常规模具钢AISI O1,D2,D3的韧性比较。可以看到,与常规模具钢相比,粉末冶金钢在纵向和横向的韧性变化很少。粉末冶金钢显示出比常规模具钢更高的韧性,也预示着粉末冶金钢能在更高的硬度下使用。 
图2:粉末冶金钢与常规模具钢的韧性比较 粉末冶金钢具有更高的韧性和更好的各向同性性能的原因是其独特的钢材制作方法。粉末冶金模具钢由金属粉末制造,确保成型时碳化物分布均匀、细小、且大小均匀。图3是Vanadis 4的显微组织。可以看到它有细化的组织和小颗粒的碳化物。  [1] [2] [3] [4] 下一页 |