冲压模具用什么钢材

冲压模具用什么钢材

冲压模具用什么钢材

    冲压模具材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。
目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主,常用的模具工作部件材料的种类有:碳素工具钢、低合金工具钢、高碳 高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、 钢结硬质合金等等。
1. 碳素工具钢
在模具中应用较多的碳素工具钢为T8A、T10A等,优点为加工性能好,价格便宜。但淬透性和红硬性差,热处理变形大,承载能力较低。
2. 低合金工具钢
低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。与碳素工具钢相比,减少了淬火变形和开裂倾向,提高了钢的淬透性,耐磨性亦较好。用于制造模具的低合金钢有 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代号CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代号GD)等。
3. 高碳高铬工具钢
常用的高碳高铬工具钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1(代号D2),它们具有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性,热处理变形很小,为高耐磨微变形模具钢,承载能力仅次于高速钢。但碳化物偏析严重,必须进行反复镦拔 (轴向镦、径向拔)改锻,以降低碳化物的不均匀性,提高使用性能。
4. 高碳中铬工具钢
用于模具的高碳中铬工具钢有Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等,它们的含铬量较低, 共晶碳化物少,碳化物分布均匀,热处理变形小,具有良好的淬透性和尺寸稳定性。与碳化物偏析相对较严重的高碳高铬钢相比,性能有所改善。
5. 高速钢
高速钢具有模具钢中最高的 的 硬度、耐磨性和抗压强度,承载能力很高。模具中常用的有 W18Cr4V(代号8-4-1)和含钨量较少的W6Mo5 Cr4V2(代号6-5-4-2,美国牌号为M2)以及为提高韧性开发的 降碳降钒 高速钢 6W6Mo5 Cr4V(代号6W6或称低碳M2)。高速钢也需要改锻,以改善其碳化物分布。
6. 基体钢
在高速钢的基本成分上添加少量的其它元素,适当增减含碳量,以改善钢的性能。这样的钢种统称基体钢。它们不仅有高速钢的特点,具有一定的耐磨性和硬度,而且抗疲劳强度和韧性均优于高速钢,为高强 韧性冷作模具钢 ,材料成本却比高速钢低。模具中常用的基体钢有 6Cr4W3Mo2VNb(代号65Nb)、7Cr7Mo2V2Si(代号LD)、5Cr4Mo3SiMnVAL(代号012AL)等。
7. 硬质合金和钢结硬质合金
硬质合金的硬度和耐磨性高于其它任何种类的模具钢,但抗弯强度和韧性差。用作模具的硬质合金是 钨钴类 ,对冲击性小而耐磨性要求高的模具,可选用 含钴量较低 的硬质合金。对冲击性大的模具,可选用 含钴量较高 的硬质合金。
钢结硬质合金 是以铁粉加入少量的合金元素粉末(如铬、钼、钨、钒等)做粘合剂,以碳化 钛或碳化钨为硬质相 ,用粉末冶金方法烧结而成。钢结硬质合金 的基体是钢,克服了硬质合金韧性较差、加工困难的缺点,可以切削、焊接、锻造和热处理。 钢结硬质合金含有大量的碳化物,虽然硬度和耐磨性低于硬质合金,但仍高于其它钢种,经淬火、回火后硬度可达 68 ~ 73HRC。

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来源:本站 时间:2017-10-14 14:28:40
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    三相双向PWM整流器模型与控制电路设

      发布时间:2018-03-17 09:18

      摘要 为解决传统多脉冲变压整流器架构复杂,功率因数随着电压频率增加,输入功率因素也相应减少的问题。文中采用高频功率变换技术,对设计方法进行了分析,并在此基础上介绍了主电路参数的设计。并通过仿真和试验结果表明,文中所述设计的

      虽然多脉冲变压整流器具有简单可靠等优点,但如果为了减小输入电流谐波含量,要求脉冲数量尽可能多,随着脉冲数量的增多,多脉冲变压整流器的结构将变得复杂。同时,由于在多脉冲变压整流器的输入端加入了滤波电感,当输入电压频率增加时,其输入功率因数也要减小。PWM整流器采用高频功率变换技术,能够有效的减小设备的体积、重量,且在一定频率范围内输入电流基本上正弦,且输入功率因数基本为1,且不受频率变化的影响,另外能量也可双向流动。

      三相双向整流器主电路结构如图1所示,采用三相电压源逆变器实现能量双向流动。三相交流母线所示,在一个周期内根据交流母线个区间。

      PWM整流器的控制方法采用简单空间矢量下单周控制方法。该控制电路包含4个部分:区间划分电路、电流选择电路、驱动选择电路和单周控制电路。

      (1)区间划分电路。用于进行三相电压区间划分,检测三相输入电压矢量处于哪个区间。该部分由3个结构相同的电压比较器U1A、U1B和U2A组成,通过输入电压与零电平比较进行区间划分。

      (2)输入电流选择电路。根据电压矢量区间划分信号选择输入的电源电流以确定ip、in相对应的值。

      (3)驱动选择电路。根据电压矢量区间划分信号确定Qp、Qn相对应的控制主电路开关的导通和关断的驱动信号。

      由于主电路采用桥式结构,为防止上下桥臂发生直通的现象必须加入死区电路,死区形成电路如图3所示。

      在三相三桥臂三相三线制和三相四桥臂三相四线制有源电力滤波器中,均需要采样电压为三相电源电压Va、Vb、Vc和直流侧电容电压E。三相电源电压Va、 Vb、Vc采用电压传感器得到,能够实现主电路与控制电路的电气隔离,采样电路共3路,结构相同,其中一路的电路如图4所示,直流侧电容电压E采用采样电阻分压得到。

      为了系统能够稳定运行,功率主电路直流侧电容电压必须满足一定条件。首先,直流侧电压必须足够高以保证系统工作在升压模式;第二直流侧电容电压如果过高会提高器件的耐压定额,增加系统成本,同时也降低系统的可靠性;第三直流侧电压过高会造成系统局部不稳定。直流侧电容电压的取值范围为

      直流侧电容的主要作用有:(1)缓冲整流器交流侧与直流侧负载建的能量交换,且稳定直流侧电压。(2)抑制直流侧谐波电压。一般而言,从满足电压环控制的跟随性指标看,直流侧电容应尽量小,以满足直流侧电压的快速跟随控制;从满足电压环控制的抗扰性指标分析,直流侧电容应尽量大,以限制负载扰动时的直流电压动态压降。

      在本系统中,要求纹波电压△E不超过直流侧平均电压E的2%,即△E=2%×E,直流侧平均电压E通过PI调节器设置为380~450 V,PWM整流器的功率PN(t)为6 kW,电源为ua=ub=uc=(11515%)V(有效值)/400 Hz。在实际电路中采用两个相同的电解电容(470F/450 V)并联构成直流侧电容。

      PWM整流器的容量S=3UI,U为电网相电压有效值,I为电网输出相电流有效值。PWM整流器容量为6 kVA,电网额定相电压有效值为115 V。因此,可求得三相电网相电流峰值为25 A。

      按照主电路电流电压要求,并留取一定余量,考虑到功率器件的开关速度、驱动电路的简洁、散热快、安装方便,选用6MBP75RA060 IPM智能模块,额定电流为75 A,额定工作直流电压为600 V。

      采用上述设计方法的仿线所示,当负载在从电网吸收能量和向电网反馈能量两种工作状态转换时,三相交流输入电流能够平滑的转换。在两种模式下,三相交流输入电流均为近似正弦,当负载在从电网吸收能量工作状态时,三相交流输入电流与三相交流输入电压同相,整流器工作在整流模式从电网吸收能量;当为向电网反馈能量工作状态时,三相交流输入电流与三相交流输入电压反相,整流器工作在逆变模式向电网回馈能量。Vm的变化反映了整流器工作模式的变化,当负载稳定工作时Vm为一常量,当负载由从电网吸收能量电向电网反馈能量时Vm减小;当负载向电网反馈能量到从电网吸收能量时Vm增大。

      实验波形如图7和图8所示,电压衰减了10倍,电流为20 mV对应1 A。图7为负载从电网吸收能量时A相输入电压和A相输入电流的实验波形;图8为负载向电网反馈能量时A相输入电压和A相输入电流的实验波形。由图7可知,负载从电网吸收能量时,A相输入电流为与A相电压同相的正弦波;由图8可知,负载向电网反馈能量时,A相输入电流为与A相电压反相的正弦波。

      参数设计,可达到抑制谐波电流的目的,满足直流侧电压的抗干扰性和动态稳态性能,为PWM整流器参数的设计提供了参考。