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模具材料选购原则* |- P/ p' @# s* ^
(一)满足工作条件要求 ' \7 H$ Q+ R% w! M- G
1.耐磨性 7 j" U8 \$ F+ V y A+ M
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。
# B- x. G8 g& f4 z 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。
7 _" u& Z% d4 I& }2 G( ? 2.强韧性
' j" ~$ U; ~! {1 y 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。
- E+ L: C8 ]8 q2 P4 k 模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
0 g& I4 e8 U3 v- W, |# r. r& y 3.疲劳断裂性能
& k# w" g& m& m( M% e+ u 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。
) x8 w8 W( b$ l1 I% K 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。
; O4 j# F. q4 x 4.高温性能 % {. s% P8 S) y3 [9 ]6 }
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。 ' ]% O( u/ M" O
5.耐冷热疲劳性能
3 g0 a/ O8 Y6 E I( E) T 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。 ; j/ k! q5 S% c) ?8 j% @
6.耐蚀性 / u7 ^: e, `1 X+ h/ L |* V7 t 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。
2 J) \) ]- S2 {+ I: @; k* M& b7 n (二)满足工艺性能要求
3 A( f( h+ h, k! K' D, ?8 b8 o6 k 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。 5 { ~5 D3 k0 V! w: v, V) J- a
1.可锻性 / \+ _* r* P8 @7 i% l# W$ 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。 * z4 i2 q) H9 F2 l
2.退火工艺性
8 y$ E9 K3 w% g* v( E- l' E' p/ b 球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。
1 F4 O ]. @' y( W; B. r 3.切削加工性 : l5 ]% b t) K! U& j3 L4 [/ A
切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。
* B, Y0 U# n/ x 4.氧化、脱碳敏感性 6 W# @3 r( ^' J, u9 m. A8 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。
' `( `0 b1 G6 G, u+ T 5.淬硬性
" f: Y; _2 K/ G 淬火后具有均匀而高的表面硬度。
4 L5 S- g+ b/ T8 N7 H6 o* |2 ~ 6.淬透性 / @: ?. |7 [- ^7 g) 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。
0 g m: Y4 G; |; K+ [% d' S( x 7.淬火变形开裂倾向
$ r3 \2 g m; G6 C0 o+ {# b' w 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。 ! I+ X W/ b( G6 }0 s7 H3 ^
8.可磨削性 ; g1 y5 K. P' n8 ~ d3 G2 ?
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。 # h4 h: \, j d' \4 p
(三)满足经济性要求
3 I% W; _! q' C& G6 ^ 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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