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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    兴晔TI深理商-安森美先进的同步整流FAN6248

      发布时间:2018-03-26 02:28

      香港兴晔电子股份有限公司(原香港兴晔电子有限公司)成立于2000年,股改后注册资本1000万港元(深圳市兴晔物联网技术有限公司,注册资本500万元),是一家业界领先的无线物联控制解决方案提供商和电子元器件混合型分销商。

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      在电源设计中,为提高能效,通常采用同步整流,即用MOSFET取代二极管整流器,从而降低整流器两端压降和导通损耗,提供更高的电流能力,实现更高的系统能效。然而,传统的同步整流在用于LLC谐振转换器时,会有不少的技术挑战,如:1) 由于不同工作频率造成最小导通时间设置的困难;2) 由于杂散电感造成过早的同步整流关断,导通损耗增加;3) 轻载条件下由于电容电流尖峰导致同步整流电流反向,最终对系统产生不良影响。安森美半导体最新推出的同步整流FAN6248,优化用于LLC谐振转换器,完美地解决上述挑战,适用于高能效服务器和台式电脑电源、大屏液晶电视及显示器电源、网络和电信电源、高功率密度适配器、高功率LED照明等等。

      最小导通时间用以避免杂讯的干扰。谐振电路的工作频率会因轻载和重载而有所不同。若根据重载条件设置最小导通时间,会因轻载时的最小导通时间太大而延迟关断同步整流;反之,则会因重载时的最小导通时间太小,由开关噪声导致异常关断。因此,需要自调节的最小导通时间解决这一挑战。

      器件采用不同的封装会有不同的杂散电感,而杂散电感会导致同步整流关断时的正偏置VLS,过早的关断同步整流,固定的关断阈值电压导致较长的本体二极管导通,增加导通损耗。因此,需要自调节的关断阈值电压。

      由于在轻载条件下,谐振电容电压幅值不是足够大,激磁电流向谐振电容充电,在充电器件MOSFET开关转换产生电容电流尖峰,导通同步整流电流延迟,如果在转换期间由电容电流尖峰开启同步整流,会导致同步整流电流反向。因此,需要自调节的延迟开启同步整流。

      FAN6248具有反击穿保护特性,确保可靠的同步整流,其独特的自调节死区时间控制补偿寄生电感以保持恒定的死区时间,而不受输出负载和杂散寄生电感的影响,这有助于最小化本体二极管导通和最大化能效。轻载时当电容电流足以预先导通MOSFET时,FAN6248检测到同步整流器的电流反向。通过增加在轻载条件下的导通延迟,可避免这样的运行模式,提供安全、稳定和高效的工作。FAN6248有一个自调节最小导通时间电路,以更好地抗噪。它有两个同步整流MOSFET门极驱动,专用的100 V 额定输入用于检测各同步整流 MOSFET的漏源电压。支持达700千赫的高频工作。节能模式下的工作电流低,典型值350 uA。工作电压范围4.5 V至30 V。10.5 V的高驱动输出电压可驱动所有MOSFET频段到最低的导通电阻。图1所示为FAN6248的典型应用电路,在初级端有一个LLC。在次级端,配置非常简单,包含一个FAN6248和2个外置电阻,在噪声严重的系统中可能需要再添加2个电容。因此,FAN6248是个高度集成的,需要最少的外部元件。

      FAN6248采用的同步整流关断算法基于混合式控制,利用检测MOSFET的漏极节点收到的即时信息和前一周期的信息,以维持最小的死区时间200 ns,获得最佳的能效。该实施可易于用一个简化的电路进行分析,其中关断事件是通过对比漏极电压与一个虚拟的关断阈值VTH OFF来确定。

      当死区时间超过预期的200纳秒,FAN6248内部会自动调低补偿电压Voffset,从而提高虚拟的VTH OFF阈值,延长同步整流导通时间,和减少死区时间至接近200 ns。反之,当死区时间少于200纳秒,比较器虚拟的阈值VTH OFF降低,从而缩短同步整流导通时间,和增加死区时间至接近200 ns。因此,该算法使死区时间保持在约200纳秒,而不受输出负载和寄生电感的影响。

      为避免杂讯干扰,同步整流会定义最小导通时间。FAN6248有自适应最小导通时间电路。设置的最小导通时间为上一个周期导通时间的50%。在此间隔期内忽略关断触发。

      轻载时,寄生效应引起的电容电流尖峰会导致MOSFET被过早激活而误触发同步整流,产生从输出电容器流回同步整流器的反向电流。FAN6248增加了轻载时的导通延迟,当检测到电流反向,导通延迟将由满载时的80纳秒增加至轻载时的380纳秒,以避免误触发同步整流和电流反向。

      当在超过240微秒(HA、HB版本)或420微秒(LA、LB版本)的一段时间没有检测到开关,FAN6248进入节能模式运行。在节能模式下,停止所有开关工作,以减小工作电流和降低功耗,该模式下的工作电流是350 uA。当检测到11个连续的开关周期时,同步整流驱动脉冲再次启用。

      我们对FAN6248进行了能效测试,其中Vin=390 Vdc,Vout=12 Vdc,初级采用NCP1399,满载时频率为110 kHz,从测试波形可看到,系统在满载、75%负载、50%负载和25%负载的4个点的平均能效高达96.29%。

      安森美半导体的同步整流FAN6248解决了传统的同步整流的技术挑战:专有的自调节死区时间控制可保持恒定的死区时间(200 ns),不受杂散电感的影响,可采用极小导通电阻的同步整流MOSFET,最大限度地减少本体二极管导通,最大化系统的电源能效。反击穿控制确保可靠的同步整流工作。自调节最小导通时间可提供更高抗噪性。其电流反向检测能防止误触发和电流反向,确保轻载时安全和稳定的工作。节能模式下工作电流低实现待机模式低功耗。小封装(SOIC 8引脚)可减少占板空间和降低成本。强大的门极驱动能力可实现达800 W的高功率系统设计。

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