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一)满足工作条件要求 " f" F2 M' |% L5 X0 V+ D+ _) Q
1.耐磨性
7 Y% k# n. \) \: 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。
& G6 i% Q0 J. a" @: s( r# b/ s 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。
1 W' M0 K5 p$ H# K0 F* B, Y; G% _1 _ 1.强韧性
R5 |) }$ a/ d 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。 , ^8 b, s! j4 q- M) y
模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
8 _- }$ n: H' z, P 2.疲劳断裂性能 6 Z! [" e8 y9 W2 G3 d( ^+ H
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。
4 B6 M' R) _/ I1 ^- I- _ 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。 * Q! Q! W2 W! b* I R4 z# y
3.高温性能 : D: d4 w+ W; h* u# b
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。
9 s M2 O# C" V. f6 `* @ 4.耐冷热疲劳性能 9 j& T8 Q5 d- ]% ?
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。 " e5 E4 U! u9 f" I; i% |: b- t" C
6.耐蚀性
! ^. s9 O9 O7 r$ p1 Z0 T 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。
( S2 [' H6 h2 p7 W T (二)满足工艺性能要求
8 x5 f. ` W/ d 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。 + J g; m& ^, F) ^; v
1.可锻性
) n: _; o1 o' _2 K! h 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。
$ y2 f1 P! Q9 k8 t( j& l2 H 2.退火工艺性 * G5 x3 m: h8 X( m
球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。 " K; d+ F. R, `" }9 c# L
3.切削加工性 2 U J) c! l. c" Q4 k9 B
切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。 8 m3 L" y' v9 Q! J: B% X$ D
4.氧化、脱碳敏感性 3 Y6 k" m9 G1 h8 b1 U
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。
6 o2 a; ]0 R; a- }0 A% _ 5.淬硬性 . {. _; B" f, c. k- h4 H; M
淬火后具有均匀而高的表面硬度。 ) j2 Q$ ~; p- ~: d
6.淬透性 ) @9 n7 a( c4 X2 l1 t
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。 3 H/ K, S* j5 ?6 {' B
7.淬火变形开裂倾向 : U/ U9 T7 c: N* y; B1 N
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。
+ w* }/ N$ f( e4 ~ 8.可磨削性 # C2 E7 q4 U a2 b( 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。
5 }! S0 O/ c% f$ C (三)满足经济性要求 . `+ i8 E$ A* Q4 ~
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。
+ N, F0 {8 i: x 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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