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模具选材原则注意事项

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发表于 2010-12-12 08:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
一)满足工作条件要求  
9 _7 ]# [- c' c  w+ E! N* ^8 B  1.耐磨性  
4 o8 h0 E4 s. H0 Z  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。  
! q) M; U2 y  `3 q- u  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。  " k" |, Z# E, Y, }
  1.强韧性  
2 A- M3 L! j9 _3 Z7 C7 ?  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。  
2 l2 `+ G  x% N8 @) q' N  模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。  4 P  K' ?* ~! A7 g. B
  2.疲劳断裂性能  
- ?" g. M) o) w' E; w* q  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。  
2 J- @8 d, s* Z' G9 U  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。  
3 g( ^' p; Z. q1 k  3.高温性能  " J& m5 A) \* V4 m/ D5 E1 ~" N; 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。  1 C  S! G, A# ~7 `9 l; j2 u+ s
  4.耐冷热疲劳性能  
& j1 |; C) g$ A7 H  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。  
- Z" t/ T& d2 @0 ?  6.耐蚀性  
5 h; {; u/ M: K) S  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。  # R' \* C, q2 _8 k' G9 ?1 v/ A' z- x
  (二)满足工艺性能要求  2 s/ |+ k$ Z- Y' J& r# m8 o# 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。  * T6 r) B6 Q  w% j
  1.可锻性  # i. T! m, D# o1 M! Z  {% k
  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。  
6 N% J- v  V+ e; B7 D$ P4 I  2.退火工艺性  
  H7 M) b3 [/ s7 T% Z5 J  ]  球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。  4 b) r- D* C0 R+ O& i3 H5 ]: W3 Q
  3.切削加工性  
9 ^/ g* X/ k& p9 V) P8 x( k  切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。  
' b, G; S3 I1 [! m9 l  4.氧化、脱碳敏感性  3 ~% T2 m2 q  ~) e3 R
  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。  
$ t3 ~2 g+ z/ \/ r& _- e  5.淬硬性  " o$ i5 T0 ?! d6 K: ]
  淬火后具有均匀而高的表面硬度。  
3 Q; j2 ~( \& m* v  6.淬透性  
+ w0 i3 w) y: x* ^9 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。  ) m2 e+ N5 I, ?$ ~1 S1 R7 A2 h! A
  7.淬火变形开裂倾向  " t% [" W, t  b, a  |2 p
  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。  , t7 t0 _+ ~  D* u2 }
  8.可磨削性  
9 Z/ y1 u, ^0 B( e7 @! \: s  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。  / ]% y. \5 }& K9 f
  (三)满足经济性要求  , @: [# G1 \! k% n' u% }( S
  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。  
3 N- C: _# g& a# ~  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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