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模具选材原则& H q; l3 R7 @' M* X, b
时间: 2006-03-03 19:19:25 | [<<] [>>]2 K. r m+ c5 h; { T$ j+ b
摘要:(一)满足工作条件要求 1.耐磨性 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。 硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下+ J) }3 h. |8 o+ O5 h
(一)满足工作条件要求 ' U; s( |/ u5 o% T5 z1 ~" G" K6 R7 Y
1.耐磨性 & o( p: {9 b4 F: N
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。
2 e4 W: y3 ]8 p3 ]: Y" G# ? 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 h% O I! N! e# ]" o
1.强韧性
5 x$ J" p0 _2 ^2 ]$ A+ H: 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。 . ~- o5 S! N0 y% }; d$ h
模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
$ m" M6 }2 D5 R& \" V 2.疲劳断裂性能 0 \* `; Q7 u+ q' G0 Y
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。 ( K# O0 f$ D2 O3 c$ j+ ~. I
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。 5 F; C% i1 I5 U5 @1 ?1 Y: s
3.高温性能
! a+ G D# U/ r! e3 ? 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。
- m+ d# Q$ O9 J! Q9 j2 O 4.耐冷热疲劳性能 ; T% u: J& h+ }" N) 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。 8 o: F ?9 p2 e( K3 R8 e! n
6.耐蚀性
/ H! K4 ?+ a$ m2 I 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。
/ j9 x; [3 N+ f/ F i! G" ^4 n9 H* J (二)满足工艺性能要求
! F$ E- J h+ ]0 Z) `6 D$ h! ] 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。
+ U0 B! Q3 f& U, E5 L- [ 1.可锻性 8 O6 ?9 a% A) R1 ]: y9 @! _
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。
. N @$ k6 B X& g3 g8 \" R9 r( g+ d 2.退火工艺性
6 j8 Z# X- n8 \$ m. n 球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。
. D6 w5 A2 Z1 Y- [8 B 3.切削加工性
% K" a% u- [' ~ 切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。 . p& ~8 O2 E* \6 x M( b
4.氧化、脱碳敏感性 3 |1 U, V2 k- T6 J. o X. U2 j) y5 D
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。
9 V- u+ _ i- N- W& z4 c5 y$ E 5.淬硬性 % T* t" A$ l! ~
淬火后具有均匀而高的表面硬度。 2 ^# c6 z+ F& ]* p4 q) c
6.淬透性
. ?+ Z8 b" ~$ V 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。 5 f7 i' y7 a, _3 o8 d( U) G
7.淬火变形开裂倾向
- |1 _) F! P# O! Y0 P, c 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。 & M* Z5 P& f8 k8 @! D8 w" d. W" f& K
8.可磨削性
; V# `& D! Z; r5 A* I 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。
9 A, E) ?8 d+ L! y2 M! c (三)满足经济性要求
$ \5 W# `+ M7 S a& }7 j0 o; n 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。 & M3 e/ q& n# o D
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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