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(一)满足工作条件要求
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1.耐磨性/ f' ?: u7 L- g% v0 o
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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。
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; C; w0 D& U0 m, R/ b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。% \: F7 D; ]8 @- C
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2.强韧性* s8 w: G3 \; j
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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。+ ^" k- ?6 q6 g3 `6 [- |
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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' i$ x# f1 s& k
$ \ ?, ]0 e2 H% i& t" H3.疲劳断裂性能/ @. e$ p1 q+ b( Y3 |1 S" C
7 N- x# k1 L! f; }* D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。
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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。 ~* ` @& l2 n+ Z9 g7 A- _
: Q4 |3 o! |6 V6 {$ q3 }* J x8 A4.高温性能
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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。4 \: r, e1 _3 C, K8 w
& W I2 r& p# f5.耐冷热疲劳性能
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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。
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$ x, h; ]4 T0 D" C+ A& Q3 w6.耐蚀性2 I: v" B2 L* S9 [% l0 f1 x5 R0 f
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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 \ O) a* R! y+ y- W
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(二)满足工艺性能要求
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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. R8 }" s8 M6 @" a- x0 v/ D3 `
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1.可锻性
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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。
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2.退火工艺性
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球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。
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' {2 z% [. K0 K/ n/ Z; d3.切削加工性8 D, ^( H! l+ k# t4 P5 d7 ?4 `& N
/ g8 \* F+ E4 G# d8 K! z# t切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。+ B0 k6 S3 U3 r8 }% P
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4.氧化、脱碳敏感性
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{2 ^9 x: b* \/ T/ f/ 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。
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5.淬硬性9 Y8 P) u- M- z( \0 [# M$ f
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淬火后具有均匀而高的表面硬度。2 J o; k- x+ T! p
& }' ]1 `6 c- _. G6.淬透性! `4 p4 `" B% T4 }( ?
9 n; E; N0 y7 q* 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。
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3 w( b1 F2 |; O- T: Y8 {9 S# S( e S7.淬火变形开裂倾向
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. ~7 e( \0 v: c+ \( z' d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。
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8.可磨削性4 c' @; ]. n) u. w$ g
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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。% W! y/ E4 X: B! G
y6 c8 P0 Y4 O(三)满足经济性要求/ |6 k; ^* q3 o1 z/ {
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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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