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高速沖壓模具與普通沖壓模具在材料選擇上的關鍵區(qū)別及適應高速環(huán)境的原理:
核心性能需求差異
高速沖壓模具需承受每分鐘數(shù)百次沖擊,材料需具備高抗疲勞性、韌性及高溫紅硬性(300℃以上仍保持硬度),而普通模具更側重基礎硬度和耐磨性。例如,高速模具常用DC53鋼,其韌性比普通模具鋼SKD11提升20%,抗裂性更優(yōu)。
材料類型升級
高速鋼與粉末冶金鋼:高速沖壓模具廣泛采用M2、M35高速鋼及ASP-23、PM23等粉末冶金鋼。ASP-23通過粉末冶金技術實現(xiàn)碳化物均勻分布,抗崩刃能力顯著增強,適合不銹鋼等高強度材料沖裁;PM23等粉末鋼耐磨性是傳統(tǒng)鋼的5-10倍,壽命提升3倍以上。
硬質合金與涂層技術:超薄材料(<0.1mm)連續(xù)沖壓需使用YG15硬質合金(硬度HRA 89-92),耐磨性為傳統(tǒng)鋼的5-10倍;SKH-51高速鋼基體沉積TiAlN涂層后,摩擦系數(shù)降低30%,壽命延長2-3倍。
基體鋼與預硬鋼:基體鋼(如65Nb)在高速鋼成分基礎上調整碳含量,兼具耐磨性與抗疲勞性,成本低于高速鋼;預硬鋼(如NAK80)出廠硬度HRC 40-42,可直接加工,避免熱處理變形,適合高精度場景。
材料處理工藝優(yōu)化
熱處理與表面強化:高速模具需通過真空脫氣處理減少內部缺陷,如SLD-MAGIC鋼;TD處理(碳化釩涂層)可使SKD11耐磨性提升5倍,成本僅增加15%-20%。
模塊化設計:復雜結構模具(如多工位級進模)采用分體材料,高應力區(qū)域使用ASP-23,基體采用S50C鋼,成本降低18%的同時延長維護周期50%。
典型應用場景對比
高沖擊負荷:汽車結構件沖孔選用DC53,抗裂性優(yōu)于SKD11;不銹鋼沖裁升級為ASP-23粉末鋼,微觀組織均勻性提升抗崩刃能力。
高磨損環(huán)境:硅鋼片沖裁采用硬質合金YG15,壽命達傳統(tǒng)鋼的10倍;銅合金精密沖裁使用ASP-23+CrN涂層,壽命從30萬次突破200萬次。
高溫工況:連續(xù)沖壓不銹鋼選用M35高速鋼(含鈷元素),耐熱性提升至600℃;粉末冶金高速鋼CPM 10V碳化物分布更均勻,高溫耐磨性優(yōu)異。
高精度需求:連接器端子成形采用NAK80預硬鋼,避免熱處理變形;真空脫氣鋼SLD-MAGIC減少內部缺陷,尺寸穩(wěn)定性達±0.005mm。