T10A工具钢在冷镦模中的应用
2002-10-15 00:00 来源： 我的钢铁
摘要：T10A是性能较低而价格比较便宜的碳素工具钢材料，在模具中主要用于制件形状简单、生产批量较小的冷切边模及冲孔模。本文通过T10A在冷镦模中的应用实例，探讨了廉价工具材料对于提高模具性能、降低模具价格的意义。
关键词 T10A 工具钢 冷镦模 性价比
1、前言
某公司出口产品（医用听诊器）的毛坯冷镦模型腔结构，毛坯材质为铝合金。开始应客户要求，使用了Cr12模具钢做型腔内圈，Q235做外热套圈，内圈型腔的使用硬度为58-60HRC。
在实际生产中却发现该副冷镦模的使用寿命较低，模具型腔在生产数量达到300件后即出现明显裂纹，无法继续使用，对生产造成了严重影响。在分析了冷镦模型腔产生裂纹的原因后，经客户同意，将模具型腔材料改为T10A工具钢，硬度为58-60HRC，并将型腔套圈结构改为整体结构，模具的成本得到了明显的降低。后经生产使用证实，改进后的冷镦模在生产数量达到7000件以上时仍然保持了良好的使用状态，经济效益十分显著。
2、原型腔产生裂纹的原因
通过现场观察，发现模具早期报废的原因是由于在冷镦的过程中，模具材料承受不住内部的涨力而导致了型腔爆炸性开裂。
原型腔材料采用了Cr12模具钢，型腔内圈的加工工艺流程为：下料→锻造→球化退火→车加工→淬火→低温回火→磨外圆→热套外圈。在淬火时为防止模具型腔的烧损，采取了保护性措施。
Cr12型钢属于高碳、高铬类型莱氏体钢，其中C含量为2.0%-2.3%，Cr含量为11.5%-13.0%,具有良好的耐磨性及淬透性，厚度为300mm的大型模具油冷便可淬透。
用Cr12型钢制做的冷镦模型腔，其铸态组织中含有的莱氏体经过反复锻打，碳化物呈均匀细小的弥散状态分布，极大地提高了耐磨性。但是另一方面由于钢中含有过多的脆而硬的共晶碳化物组织，加之其具有很高的淬透性，从而使材料整体显得硬而脆，几乎承受不了较大的冲击载荷，冲击韧性较差。经过若干制件的生产后，由于承受了较大的冲击交变载荷，在碳化物组织与基体相结合的界面上产生了微裂纹，微裂纹的扩展速度很快，最终导致模具提早报废失效。
3、 型腔内圈材料的改进
在分析了冷镦模型腔产生裂纹的原因后，考虑到由于制件的形状比较简单，生产批量不大且材质较软，冷镦时产生的冲击载荷也不是太大，因此我们建议客户将型腔内圈的材料改为T10A工具钢，并将型腔套圈结构改为了整体结构。加工工艺流程为：下料→锻造→球化退火→车加工→淬火→回火。在淬火时为防止模具型腔的烧损，同样采取了保护性措施。
T10A工具钢的含碳量较高，为0.95%-1.04%，具有较高的硬度和耐磨性，但由于合金元素的含量较低，材料的淬透性较差。
用T10A型钢制做的冷镦模型腔经淬火后可获得58-60HRC的硬度，耐磨性较高。又由于其淬透性较差，材料的芯部仍然保持了较高的韧性和强度，满足了冷镦模的使用条件。改进后的冷镦模经生产使用证实，寿命达到了7000件以上，满足了客户对于生产批量的需求，模具的成本明显降低，经济效益十分显著。
４ 结束语
T10A工具钢相对于其它合金工具钢来讲性能较低，而使用模具生产的制品一般批量较大，模具工作部分材料的选用，作为模具设计和制造人员通常很少考虑如T10A钢这一类的低性能的材料。但是现代的市场是动态的，多品种、小批量制品的生产是现代生产的主要模式，如何适应这一动态市场已为广大的模具设计和制造者所共同关注和认真对待。本文所介绍的将T10A工具钢应用在冷镦模中的实例，主要意在阐述这样一种观念，材料的性能不在高低，而在于它的用途，将正确的材料用在正确的场合，以取得较好的模具性价比和经济效益，应为广大的模具设计和制造者所共同奉行。
参考文献
1 樊东黎 热处理技术数据手册[M] 北京：机械工业出版社，2000．
2 曾正明 实用工程材料技术手册[M] 北京：机械工业出版社，2001．
3 陆漱逸，王于林 工程材料学[M] 北京：航空工业出版社，1987．
作者：淮阴工学院机械工程系（江苏淮安223001） 康志军
清江电机股份有限公司模具分厂徐善状
关键词 T10A 工具钢 冷镦模 性价比
1、前言
某公司出口产品（医用听诊器）的毛坯冷镦模型腔结构，毛坯材质为铝合金。开始应客户要求，使用了Cr12模具钢做型腔内圈，Q235做外热套圈，内圈型腔的使用硬度为58-60HRC。
在实际生产中却发现该副冷镦模的使用寿命较低，模具型腔在生产数量达到300件后即出现明显裂纹，无法继续使用，对生产造成了严重影响。在分析了冷镦模型腔产生裂纹的原因后，经客户同意，将模具型腔材料改为T10A工具钢，硬度为58-60HRC，并将型腔套圈结构改为整体结构，模具的成本得到了明显的降低。后经生产使用证实，改进后的冷镦模在生产数量达到7000件以上时仍然保持了良好的使用状态，经济效益十分显著。
2、原型腔产生裂纹的原因
通过现场观察，发现模具早期报废的原因是由于在冷镦的过程中，模具材料承受不住内部的涨力而导致了型腔爆炸性开裂。
原型腔材料采用了Cr12模具钢，型腔内圈的加工工艺流程为：下料→锻造→球化退火→车加工→淬火→低温回火→磨外圆→热套外圈。在淬火时为防止模具型腔的烧损，采取了保护性措施。
Cr12型钢属于高碳、高铬类型莱氏体钢，其中C含量为2.0%-2.3%，Cr含量为11.5%-13.0%,具有良好的耐磨性及淬透性，厚度为300mm的大型模具油冷便可淬透。
用Cr12型钢制做的冷镦模型腔，其铸态组织中含有的莱氏体经过反复锻打，碳化物呈均匀细小的弥散状态分布，极大地提高了耐磨性。但是另一方面由于钢中含有过多的脆而硬的共晶碳化物组织，加之其具有很高的淬透性，从而使材料整体显得硬而脆，几乎承受不了较大的冲击载荷，冲击韧性较差。经过若干制件的生产后，由于承受了较大的冲击交变载荷，在碳化物组织与基体相结合的界面上产生了微裂纹，微裂纹的扩展速度很快，最终导致模具提早报废失效。
3、 型腔内圈材料的改进
在分析了冷镦模型腔产生裂纹的原因后，考虑到由于制件的形状比较简单，生产批量不大且材质较软，冷镦时产生的冲击载荷也不是太大，因此我们建议客户将型腔内圈的材料改为T10A工具钢，并将型腔套圈结构改为了整体结构。加工工艺流程为：下料→锻造→球化退火→车加工→淬火→回火。在淬火时为防止模具型腔的烧损，同样采取了保护性措施。
T10A工具钢的含碳量较高，为0.95%-1.04%，具有较高的硬度和耐磨性，但由于合金元素的含量较低，材料的淬透性较差。
用T10A型钢制做的冷镦模型腔经淬火后可获得58-60HRC的硬度，耐磨性较高。又由于其淬透性较差，材料的芯部仍然保持了较高的韧性和强度，满足了冷镦模的使用条件。改进后的冷镦模经生产使用证实，寿命达到了7000件以上，满足了客户对于生产批量的需求，模具的成本明显降低，经济效益十分显著。
４ 结束语
T10A工具钢相对于其它合金工具钢来讲性能较低，而使用模具生产的制品一般批量较大，模具工作部分材料的选用，作为模具设计和制造人员通常很少考虑如T10A钢这一类的低性能的材料。但是现代的市场是动态的，多品种、小批量制品的生产是现代生产的主要模式，如何适应这一动态市场已为广大的模具设计和制造者所共同关注和认真对待。本文所介绍的将T10A工具钢应用在冷镦模中的实例，主要意在阐述这样一种观念，材料的性能不在高低，而在于它的用途，将正确的材料用在正确的场合，以取得较好的模具性价比和经济效益，应为广大的模具设计和制造者所共同奉行。
参考文献
1 樊东黎 热处理技术数据手册[M] 北京：机械工业出版社，2000．
2 曾正明 实用工程材料技术手册[M] 北京：机械工业出版社，2001．
3 陆漱逸，王于林 工程材料学[M] 北京：航空工业出版社，1987．
作者：淮阴工学院机械工程系（江苏淮安223001） 康志军
清江电机股份有限公司模具分厂徐善状
