冲压模具常用金属材料及其热处理工艺研究

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。

文章来源：《材料热处理学报》 网址: http://www.clrclxbzz.cn/qikandaodu/2021/0623/676.html