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一)满足工作条件要求
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1.耐磨性
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5 \9 x' M, e) H; f& y+ [坯料在模具型腔中塑性变性时,沿型腔表面既流动又滑动,使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦,从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。
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硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下,模具零件的硬度越高,磨损量越小,耐磨性也越好。另外,耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。 . a: W# I1 Z% n0 a+ W$ ?( k: s
* e2 k( K& L6 g( D1 r5 K1.强韧性
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模具的工作条件大多十分恶劣,有些常承受较大的冲击负荷,从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断,模具要具有较高的强度和韧性。
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' s: p2 ]* n @" R. R& o; I模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
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2.疲劳断裂性能 8 q# ]; H x" p
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模具工作过程中,在循环应力的长期作用下,往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。 0 s( C( @8 O) [4 _3 B. h
; F, L) g4 f; i: K! b! e模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。 ) `# e) S, B+ ]4 e3 l( k6 ?4 n) K
9 s" a$ }: a' N0 {+ o3.高温性能
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; v6 v9 _* e8 v$ t( f当模具的工作温度较高进,会使硬度和强度下降,导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因此,模具材料应具有较高的抗回火稳定性,以保证模具在工作温度下,具有较高的硬度和强度。 $ |" E X* [- v% b% K
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4.耐冷热疲劳性能 k$ o/ |( j+ @, o
7 k; e/ S; D% w& h, s3 ^; m有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态,使型腔表面受拉、压力变应力的作用,引起表面龟裂和剥落,增大摩擦力,阻碍塑性变形,降低了尺寸精度,从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一,帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。 5 c5 E; b0 ~/ n) ?" P
7 O0 U; ~% w8 N2 s8 u6.耐蚀性
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有些模具如塑料模在工作时,由于塑料中存在氯、氟等元素,受热后分解析出HCI、HF等强侵蚀性气体,侵蚀模具型腔表面,加大其表面粗糙度,加剧磨损失效。
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(二)满足工艺性能要求 ! |/ u d% n( D$ V; B3 W2 b
$ ?1 t* B5 E7 ?! f- D5 p5 G模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量,降低生产成本,其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性;还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。
$ n# F& e* I# y7 j1.可锻性 . {- K: D# n4 c
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具有较低的热锻变形抗力,塑性好,锻造温度范围宽,锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。 & c, y5 V3 r: O7 V# E) Q
# L) X1 _! I4 W+ I2.退火工艺性 8 L( p6 Q3 Z# u+ t9 M& ?
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球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。 3 i6 o& B) U* ?: `4 `4 l
4 }& t6 |! D. o" k5 q* W3.切削加工性 7 F$ j G5 b* E0 s$ q
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切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。 7 b, `& ^6 _3 G1 @; ^) S- m% ^
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4.氧化、脱碳敏感性 8 q5 l+ E5 r( N! |, @, r
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高温加热时抗氧化怀能好,脱碳速度慢,对加热介质不敏感,产生麻点倾向小。
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5.淬硬性 ( }+ I$ Q- i6 P, D- F) c! E9 j
$ j. h9 _. [5 ]4 f7 l淬火后具有均匀而高的表面硬度。 + ] E: y$ j; j- V. e7 \3 i
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6.淬透性
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$ ?( J. g- k6 a" w$ m. B n淬火后能获得较深的淬硬层,采用缓和的淬火介质就能淬硬。
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7.淬火变形开裂倾向
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常规淬火体积变化小,形状翘曲、畸变轻微,异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低,对淬火温度及工件形状不敏感。 0 V' v! D( T+ x0 F+ D
% r9 X3 v; Q5 P" i N8.可磨削性
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: H& o3 f! }: p/ }砂轮相对损耗小,无烧伤极限磨削用量大,对砂轮质量及冷却条件不敏感,不易发生磨伤及磨削裂纹。
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(三)满足经济性要求
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+ H. e9 O) ~3 s7 u7 _- C在给模具选材是,必须考虑经济性这一原则,尽可能地降低制造成本。因此,在满足使用性能的前提下,首先选用价格较低的,能用碳钢就不用合金钢,能用国产材料就不用进口材料。
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另外,在选材时还应考虑市场的生产和供应情况,所选钢种应尽量少而集中,易购买。 |
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