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模具选材原则
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6 x; a. G- b0 E; _) Y(一)满足工作条件要求 7 ]$ A; r- f" _8 a7 y' d, P8 B
* H1 ]* f1 M, G1.耐磨性
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8 A; V' r( Q6 N# T4 Q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。 3 W* M: g' }4 h& L3 z1 J2 G
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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。
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1 e7 z* e6 n- m- ^1.强韧性 8 b' t" c( F4 l! d& p+ W
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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。
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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。 5 @0 B8 P$ L& i. ?! j# x9 K3 j
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2.疲劳断裂性能
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2 |! \; k1 \# l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。 * i8 \+ j3 S+ H
K5 O8 }, v+ e9 D7 g6 Z: \" A- P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。 + s$ X% R, x) v
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3.高温性能 ( a/ V0 t& Y0 W7 F" v/ _( _( @
- Q( m+ y. F5 v, ~' x! C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。 6 i8 x5 h/ ]7 y& c) c8 e- |& W$ N
! h' e' }: k+ G2 j0 E6 I& x3 J7 p% O4.耐冷热疲劳性能 $ q: W6 E+ e3 {; z9 L8 l% S
$ X3 A( e1 ?- M6 |. 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。
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6.耐蚀性
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: \7 c4 M7 F$ [ d8 V0 c9 K( f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。
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(二)满足工艺性能要求 g7 M& E! P, O
; z9 `( v3 [- y& r- 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。 . j) y& R$ q* |: T4 B
1.可锻性
2 @3 o( q$ P7 m& c/ H: i: l/ \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。
4 s( S& e1 R( G+ f, G6 s+ q# Q2.退火工艺性 / r$ ]5 P7 a* N4 p& U. F) E
球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。
Z) M8 y7 t1 n2 q1 p3.切削加工性
) f9 c2 m# E- z3 `! ]切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。 4 ~6 w P" Q/ Y/ a- J) A
4.氧化、脱碳敏感性 ( y; {$ P7 u& p$ u3 x
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。
4 `/ j6 z: ]0 T% B5.淬硬性
% H' l9 C" @& q' ]淬火后具有均匀而高的表面硬度。 " c) J# |# g Q& A7 G8 n9 T" c
6.淬透性
. V) u5 V6 f' C3 G5 Z& t. I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。 , I8 U! z' R7 k4 E
7.淬火变形开裂倾向 0 i) m- ?5 [; {3 N9 A3 ~
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。 9 H \- W9 Q m
8.可磨削性
6 h# m) Y0 [& B1 m E0 _3 b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。6 h+ V: p0 c( m! x7 N8 z$ ^
(三)满足经济性要求 % r8 {% a( c8 u- C9 {0 Q
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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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。http://www.mouldscity.net/news/news_hits.asp?id=1695 |
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