模具知识讲堂：模具选材的三个原则

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模具知识讲堂：模具选材的三个原则
一）模具满足工作条件要求
    1、耐磨性
! I  \0 a6 y" q/ C* F$ B& d6 Q    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。
. g% |/ b$ {0 C9 ^    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。
    2、强韧性
    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。
; `# O% B- n, W0 j7 g    模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
    3、疲劳断裂性能
1 Y1 A1 y' }8 R; j" v9 P6 a    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。
1 `# z$ \) R4 U. V" R    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。
    4、高温性能
    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。
    5、耐冷热疲劳性能
& n0 Y) }7 Q9 r% C5 j# F    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。
    6、耐蚀性
    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。
2 j6 c" Q/ g$ G: Y) V" S9 V+ n    （二）模具满足工艺性能要求
  N- \- ^) V5 r$ \+ P* m- P    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。
    1、可锻性
9 I5 w4 e. i& w( d- T- d1 U    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。
    2、退火工艺性
! N4 C. T* ~+ F6 o0 N    球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。
7 p# S* y4 l: l& s+ G; z    3、切削加工性
! w4 F0 X, A# J+ a2 `4 D    切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。
    4、氧化、脱碳敏感性
    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。
+ ~0 v+ g! D: X' T7 h    5、淬硬性
    淬火后具有均匀而高的表面硬度。
    6、淬透性
    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。
    7、淬火变形开裂倾向
' |, i) z1 A- ]" S0 I, H% p. O    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。
! L$ e7 f5 Z0 t+ L- H    8、可磨削性
    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。
; q7 D4 U& M- N  n1 h1 O. g" w    （三）模具满足经济性要求
/ V" h$ c1 d) a8 V) x    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。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。