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一)满足工作条件要求 2 k! L1 |/ ?6 C# V
1.耐磨性 X2 ~" `! g. s
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。 ' }) [, k. f# H
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 }* H, [" b7 b9 a% y# I' i: x S
1.强韧性 " b. ?6 v. C, T( `# r
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。 # h) p8 ~7 E4 ^" 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。 % {& V. t7 @! [( M* ~- ^
2.疲劳断裂性能 + V9 z" u' h# Z9 @* l- I" \' ~& |
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。 3 B- z( ]/ l& H% n
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。
6 N5 U g" m' _( v 3.高温性能
/ n0 |: @6 M7 R4 f' J- o1 n4 @2 U( Y 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。
5 W& w3 E) P% j& D 4.耐冷热疲劳性能
' [6 O: N u- P/ C, b 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。 7 i! n9 G5 H- I9 l
6.耐蚀性 3 h& v x% |. Z; d6 [# T9 d) S Z
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。 6 |5 G0 K5 ^1 ~! E% L
(二)满足工艺性能要求
; _! [' q! p ~3 e# E& x4 n 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。 , B$ ]$ N; V+ d n0 L1 w1 g
1.可锻性 $ L, M* W& i# ?3 l, 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。 ( I6 @% E7 e. d+ I& A3 a% P
2.退火工艺性 4 Q6 K I% C" a6 e0 l U, l
球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。
* t1 `8 Z, x9 x" w3 a; c' |# n/ b 3.切削加工性 0 {( n& q: n1 w% ^3 d4 b }
切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。
$ B) F: t, p6 H1 N2 q% Z/ o$ ~8 B 4.氧化、脱碳敏感性 : Y% r- @) y# J; w3 K
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。 ! r. D0 ~- W' U; y& W$ X" j( V& M
5.淬硬性 8 B( ~ U5 u9 a; o( C, }9 @
淬火后具有均匀而高的表面硬度。 # G6 Y0 I( N7 d2 T1 `+ b4 b* l
6.淬透性
: ]- f6 s0 O; z, r# \ 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。 # w& s+ D" C+ g
7.淬火变形开裂倾向
, t) _6 G! J. \# u; R8 j2 A 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。
3 u/ e- @8 J& h; n i$ G/ j0 i" S 8.可磨削性 8 `; V: e* Q( b: |3 h O9 \
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。
# l; d3 I" Z% t( p+ K: w O (三)满足经济性要求 & E2 {4 N2 g" I$ @& i" M9 s1 J
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。
6 ]4 d5 Y% d2 s: P) D+ O( Q* E 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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