Как выбрать правильный материал для штампов

Nov 02, 2025

Полное руководство по выбору инструментальной стали, термической обработке и поверхностной отделке для высокопроизводительных штампов

Выбор правильного материал для штампов является одним из наиболее важных факторов, влияющих на срок службы штампа, качество продукции и производственные затраты . Оптимальный выбор обеспечивает баланс между износостойкостью, вязкостью, обрабатываемостью и стоимостью , обеспечивая стабильную производительность в массовом производстве.

1. Ключевые факторы при выборе материалов для штампов

При выборе материалов для штамповые матрицы , учтите следующие факторы:

1.Материал заготовки — мягкая сталь, нержавеющая сталь, алюминий, медь или высокопрочная сталь.

2.Толщина листа — тонкий лист против толстого проката влияет на уровень напряжений в штампе.

3.3Процесс формирования – заглушка, пробивка, гибка, вытяжка или ступенчатая обработка детали.

4.Объем производства – прототип, мелкосерийное или массовое производство.

5.Механизм износа – адгезионный износ, абразивный износ или усталость от ударов.

6.Рабочая среда – смазка, коррозия и влажность.

7.Обрабатываемость и стоимость ремонта – простота изготовления и обслуживания.

8.Сбалансированный бюджет – между стоимостью сырья и ожидаемым сроком службы инструмента.

⚙️ Правильный подбор свойств материала к конкретному применению может увеличить срок службы инструмента на 50–300%.

2. Распространенные материалы матриц и их применение

Категория	Типичные марки	Основные характеристики	Общие применения
Высокопрочная инструментальная сталь для холодной обработки	D2, SKD11	Отличная износостойкость, умеренная вязкость	Пробивка, вырубка, долговечные матрицы
Модифицированная хромистая сталь	Cr12mov	Хорошая износостойкость и сопротивление давлению	Универсальные штамповочные инструменты
Прочная сталь для холодной обработки	DC53, SKD6	Сбалансированная износостойкость и вязкость	Штампы для гибки, обрезки и формовки
Сталь для горячей обработки инструментов	H13 (AISI)	Высокая вязкость, жаропрочность	Глубокая вытяжка, горячая штамповка
Углеродистые и легированные стали	45#, S45C, 40Cr	Низкая стоимость, простота обработки	Пробные инструменты, штампы для мелкосерийного производства
Инструментальная сталь порошковой металлургии	Серия CPM	Экстремальная износостойкость и прочность	Массовое производство, нержавеющие материалы
Цементуемая/поверхностно-закаливаемая сталь	20Cr, 20MnCr5	Прочный сердечник с твердой поверхностью	Детали штампов, устойчивые к ударным нагрузкам

3. Выбор материала по типу процесса

Вырубка и пробивка (высокие нагрузки на износ)

Рекомендуется: SKD11, D2, Cr12MoV или порошковая инструментальная сталь

Тепловая обработка: Отжиг + приводнение , опциональное азотирование или PVD-покрытие

Твердость: 58–62 HRC

Гибка и формовка

Рекомендуется: DC53, SKD6 или H13

Акцент на вязкость для предотвращения растрескивания

Твердость: 48–56 HRC

Глубокая вытяжка

Рекомендуется: DC53, H13 или 40Cr с цементацией

Приоритет — высокая вязкость и усталостная прочность

Твердость: 48–54 HRC

Формование из нержавеющей стали или высокопрочной стали

Рекомендуется: PM Инструментальная сталь + покрытие (TiN, DLC)

Применение эффективная смазка и низкотрениеющие покрытия для предотвращения заедания

Пробные или недорогие матрицы

Рекомендуется: 45# или S45C с поверхностной закалкой

Твердость: 45–55 HRC (поверхность)

4. Варианты поверхностной обработки

Обработка	Преимущества	Рекомендуется для
Нитридование	Повышенная износостойкость и усталостная прочность	Общие матрицы для холодной формовки
Цементация / Карбонитрация	Твердая поверхность + прочное основание	Детали с высокой ударной нагрузкой
PVD покрытие (TiN, TiCN, CrN)	Низкое трение, антиприлипание	Пробойники, кромки вырубки
DLC покрытие	Отличная защита от задиров для нержавеющей стали	Инструменты точности
Хромирование / Оксидирование	Защита от коррозии	Направляющие штифты, поверхности
Лазерная / индукционная закалка	Местная закалка	Частично закаленные участки

5. Практические советы по увеличению срока службы матрицы

Оптимизировать смазка для уменьшения трения и задиров.

Фаска и скругление краев матрицы для снижения концентрации напряжений.

Выполнять снятие напряжений и отпуск после термической обработки.

План регулярное техническое обслуживание и запасные вставки для матриц с высоким объемом производства.

Поддерживать шероховатость поверхности подходит для типа материала.

Учитывать криогенная обработка для D2, чтобы улучшить размерную стабильность.

Для экстремальных условий износа перейдите на инструментальные стали порошковой металлургии

6. Рекомендуемый рабочий процесс выбора материала

Определить материал заготовки и толщина .

Определите объем производства и требуемый срок службы инструмента.

Анализировать преобладающие типы износа и напряжений .

Выбор приоритета между износостойкостью / вязкостью / стоимостью .

Выберите марку инструментальной стали и планируйте термообработку + поверхностное покрытие .

Поведение пробное производство , затем тонкая настройка на основе характера износа.

7. Распространённые ошибки, которых следует избегать

Чрезмерный акцент на твердости в ущерb вязкости → приводит к образованию трещин.

Выбор материалов, которые слишком трудно обрабатывать или ремонтировать .

Игнорирование склонности к заеданию при формировании нержавеющей стали.

Плохое покрытие поверхности или контроль термообработки .

8. Заключительные мысли

Выбор правильного материала штампа не заключается в использовании самой твердой стали —
речь идет о сопоставление свойств материала с вашим процессом .
Наилучшее сочетание инструментальная сталь, термическая обработка и покрытие поверхности может легко удвоить срок службы инструмента и улучшить качество продукции, одновременно снижая общую стоимость производства.