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模具材料选购原则
0 j; ~! d5 o# Z+ j% h4 I(一)满足工作条件要求
3 \5 |) k4 w% b' M3 S 1.耐磨性 5 l4 X$ K' c% B0 ]' n: t
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。 # F* k* ?) u- D. E6 A1 q
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。
4 v, d1 N1 u9 {6 w3 V 2.强韧性 1 s# P% J6 Y/ n4 c, I. P- ?
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。
+ W+ i' c) q; }" V$ d/ }6 }5 E6 u 模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。 ; e M9 e0 X) _' |
3.疲劳断裂性能
R- G) m B7 F0 Y1 ^3 {6 Q7 l% n 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。
; x" Q7 V- }7 O' b+ A. x- a 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。 & D6 d7 `; v3 g S; t* M
4.高温性能 # V g, F/ b% L0 d* b3 U+ g
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。 : X: b: O" k0 z( y- w( u
5.耐冷热疲劳性能 * w" j0 q" K) s9 [. T! J
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。
9 a- D3 j% _1 W: X/ H 6.耐蚀性 % Y- k$ K2 }, f) z3 V% L% q# j
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 ~% D! A# B1 z$ H; G' \
(二)满足工艺性能要求 * H% z* i+ J$ {. z! h/ ^5 f
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! N# C: O2 }) X: k( b. w
1.可锻性
( o( z: X& ]/ \1 V0 ` 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。
# P( ^3 S' t0 D( J+ P 2.退火工艺性
& j1 q4 F- k) c7 h! l) l; F 球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。
* P! T" C) p/ j6 k( l$ _9 T 3.切削加工性 9 ~0 N* i/ \7 d B
切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。
. w# U/ D: z- U6 o7 S$ ]( G8 @ 4.氧化、脱碳敏感性
; x+ V2 J# g. S" X( V( y) h2 W5 m 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。
+ Q0 C1 h$ p9 v( g) d) N% M) T- _ 5.淬硬性 + M* w. H. u/ n, v! I* a
淬火后具有均匀而高的表面硬度。 , J- E# i$ Q" [9 l+ C: h3 l
6.淬透性
+ h e. [5 h9 {& e$ v" H 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。
8 P0 N& s' T! i 7.淬火变形开裂倾向 8 }: H' Q& L8 J7 {) x/ n, P- W% B ^# V
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。 ( `2 A; f9 ^2 e5 @
8.可磨削性
( |; e2 j! ~/ N5 l" s. d" b* J 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。 1 B }) x7 q9 I& a) ^# ~
(三)满足经济性要求
$ Q8 d; k' y( ^3 ~ 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。 |
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