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模具知识讲堂:模具选材的三个原则

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发表于 2010-11-3 14:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
模具知识讲堂:模具选材的三个原则
3 ?$ g% W4 Y7 Q- j8 l( U(一)模具满足工作条件要求, p5 @4 `) E: X/ w' G$ L
    1、耐磨性
, Y  s- v+ a, k% k1 h    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。7 G+ F" f3 f! L0 f9 h7 S( t/ p  P
    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。( X$ S  d7 D& y4 C
    2、强韧性
" I7 U% o3 L1 Z3 u- O) p7 c    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。1 \* c/ C) F+ q$ T' \8 m, ?
    模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
: {9 a: ]& V5 |4 d! c6 J) g( o    3、疲劳断裂性能
. |  w- u+ P& w/ {    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。  J) v) A/ M( R- d- E( @+ E1 b4 v
    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。: N& Z- [1 ]' V$ p" s1 G1 L
    4、高温性能
* b8 D  x8 I3 D0 E  ^1 X. ~* S    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。$ v0 |- Q* b  g
    5、耐冷热疲劳性能
8 r" i2 Q# Q) ?! ~& s+ x' k    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。
' A. d) O) v& S/ w) z% J+ Z    6、耐蚀性
* y) n7 I. J8 _  v% A! ]5 m    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。$ A, n6 ~- n7 H2 Z4 d3 s
    (二)模具满足工艺性能要求
+ }  [0 a. Y& n& l, H3 [+ H    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。: [; h4 L( Z8 U8 f
    1、可锻性. E% r' |  k7 @- c; b. a! r5 F6 a
    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 G* g( u: k, d7 E+ C; i/ S    2、退火工艺性
! L! m9 k* r! `+ b8 y8 I    球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。
+ m  ~) c2 a  q+ r5 ?    3、切削加工性
8 I1 [3 y; W( s7 c    切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。) x1 E; p9 L" z$ N
    4、氧化、脱碳敏感性- U( x3 w* ~. \' W$ ]
    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。
+ O" J( H9 p8 w- m8 s( S3 q0 U    5、淬硬性! W+ }6 a2 O1 U9 _4 b' ~! k
    淬火后具有均匀而高的表面硬度。9 Z0 C$ M1 }8 {; M9 P0 q: G0 b
    6、淬透性
7 d) n  X. O9 B- K    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。" V- Z0 U; q& _- k( d0 o
    7、淬火变形开裂倾向, k" I. U6 @0 B+ F! s* Q
    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。
8 f9 E6 b- V( h- x" D/ R6 X. M' Y5 O    8、可磨削性3 p& z2 t7 i" y6 r4 h
    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。, E! g, ]) l0 o. x9 r: H5 [
    (三)模具满足经济性要求/ ~- N+ l6 e7 l8 u3 q
    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。
发表于 2010-11-3 14:04 | 显示全部楼层
谢谢分享,挺不错的资料
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发表于 2013-2-20 13:06 | 显示全部楼层
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