模具材料及热处理

　　根据多年冷作模具使用和失效情况统计，锁紧螺母模具质量很大程度取决于选材和热处理工艺制定。

　　冷冲模钢的种类很多，较常用的有T10A、T12 A、9Mn2、9Mn2V、CrWMn、9SiCr、Cr12、Cr12MoV、7Cr7Mo2V2Si(LD)、6Cr4W3Mo2VNb(65Nb)钢等。冷冲模具的选材原则是在保证模具(主要是指凸模、凹模)使用性能前提下，尽量选择经济实惠的材料。但为了提高模具寿命，一般选用计算要求更高一级的材料。对于制品为碳素钢或低合金钢，冷冲模具承受的平均工作应力约500N/mm2，使用硬度60～62HRC。

　　从经济分析角度来看，冷作模具材料(凸模、凹模)的费用约占模具总费用5%～8%，最高也不超过10%～15%，选用高一级材料虽然成本稍有提高，但模具寿命较原级材料提高2～3倍，所以综合效益还是可取的。另外在选择冷作模具材料时，选择加工性能好、热处理淬火时畸变小、淬透性高、耐磨性好的高合金钢。冷作模具各性能之间是有一定矛盾的，所以应根据材料性质、生产量，模具形状的复杂程度，模具大小，制造技术条件和材料的采购供应环境等综合因素选择。根据能量守恒原理，凸模的扩展极限速度可达103m/s。当冷作模具结构存在应力集中，如凸模过渡区r≤1mm时，应力集中系数Kt=2;凹模台阶处r=3mm时，Kt=1.3，甚至机械加工刀痕、磨削粗痕迹等均可成为过载失效的薄弱环节，产生断裂事故。故冷作模具的硬度高低对模具的寿命影响很大，这是因为硬度指标和模具材料的许多力学性能指标关系密切，如随着硬度升高，模具钢的抗压强度、耐磨性和抗咬合能力等指标也升高，而其韧度、冷热疲劳抗力等指标下降。经验表明，模具的早期失效，大多数是由于硬度过高而断裂，少数是由于硬度过低而变形、磨损。

摘自《紧固件》