钣金模具用钢材选择之道
一、钢材的材质
钛合金、铝合金、不锈钢、黄铜、铁、钢等材料都可以作为模具的原材料,但是对于钣金模具制作而言,选择适合的钢材材质非常重要。
1.冷轧板原材料
冷轧板原材料是制作钣金模具的主要原材料。具备优异的机加工性、成型性、切削性等优点,加之其材质本身具备韧性、耐腐蚀性等特点,所以被广泛应用于钣金模具的制作中。目前,冷轧板的主要型号有SPCC、SPHC、SPCD、DC01、DC03等。
2.特殊材质
除了冷轧板,还有一些特殊材质可以作为钣金模具的原材料。例如高速钢、硬质合金等,这些材质硬度高、韧性好,一般用于制作模具的刀具与螺丝等零部件。
二、钢材的硬度
什么是钣金模具硬度呢?钢材硬度是指钢材在受到一定负载下,能够承受的更大应力。在钣金模具制作过程中,合适的硬度是保障模具使用寿命的重要因素。
1.硬度的选择
钣金模具的硬度选择需要根据具体情况而定,一般分为三种低硬度钢、中硬度钢和高硬度钢。
①低硬度钢
低硬度钢的硬度在50~20HRC之间,材质细腻、韧性好,适合用于制作薄铁板类模具。
②中硬度钢
中硬度钢的硬度在50~60HRC之间,具备较高的硬度和韧性,适合用于制作中厚板材的切割模具。
③高硬度钢
高硬度钢的硬度可达到60~70HRC之间,具有很高的硬度和耐磨性,适用于制作厚板材、尤其是钢板的模具。
2.硬度的测试
硬度测试是衡量钢材硬度的依据。
常见的钢材硬度测试方式有三种火花光谱法、硬度计和钢珠压入法。 其中,火花光谱法和硬度计法被广泛应用于各种类型的钢材。火花光谱法的优点在于,通过观察火花可以判断钢材的主要元素;硬度计测试方式则可以非常准确地测量钢材的硬度。
三、钢材的韧性
钣金模具的韧性是指钢材在承受外力下不容易断裂的能力。韧性良好的钢材能够提高钣金模具的使用寿命,降低模具出现裂纹和损坏的概率。
1.造成韧性不好的原因
韧性不好的钢材存在缺陷和裂痕,一旦受到外力使用,就很容易撕裂。因此,钣金模具在制作过程中,需要特别注意选择符合标准的钢材。造成钢材韧性不好的原因主要有两个,一个是钢材的制造工艺不好,另一个是使用过程中出现疲劳龟裂。
2.韧性测试方法
韧性测试方法主要有冲击试验、拉伸试验等。
①冲击试验
冲击试验指的是将被测物体置于一定高度,然后从高处落下,测量其在受力下表现出的韧性特性。常用的冲击试验仪有IZOD、Charpy等型号。
②拉伸试验
拉伸试验是通过对钢材加力,并记录材质在承受外力后的形变和破坏情况,来得出其韧性特征。目前应用比较广泛的拉伸试验方法是UTM(万能材料试验机)拉伸试验法。
结论 在钣金模具制作中,钢材的选择是关键。在选择钢材时,需要考虑到材质、硬度、韧性等多方面因素,才能制定出更优方案。在实际操作过程中,还需注意钢材的质量、机械加工精度等方面的把控,以保证钣金模具制作的质量和使用效果。