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模具选材原则
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（一）满足工作条件要求
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8 R. {: W2 Z" E: L2 E+ [1．耐磨性
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* K6 T% h+ X( ~9 F0 }% o+ o" O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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+ i0 @' p+ W7 _; [( o# ~$ u' U+ M" x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．强韧性 0 { H" {2 c. c/ X
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; w' M- H! n2 ]( A6 q) K1 t0 i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。
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* v$ o. w# G+ ]% v! l& c2．疲劳断裂性能
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2 l! G9 D* P4 `0 d8 u$ ^- t, z4 C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。 + T! Y; b1 ^0 @+ `+ Y
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3 w! D! y5 h x8 W: 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。 / ? e9 |, J4 ?# O, ^+ ]
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3．高温性能 h" ?# j b3 K* w+ [
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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。 0 }1 u2 K# h* b$ I/ B# o
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& H" Q! e- ]8 W+ z 4．耐冷热疲劳性能 7 j% l& _6 v- Q* D
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5 s' D3 F c6 Y' @) I# }' v) G7 K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。 2 @5 R) t7 R+ F7 F& ?" U, T6 z ] d
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# L8 ?; h2 I% Z6．耐蚀性 4 s' w. H8 V1 J# m
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* }! X/ C! Q7 z# X+ n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。 & B1 E) i2 a5 {+ N; [
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; Q' x( P0 B2 O, [# u（二）满足工艺性能要求
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6 @% Z- }1 x% k. e" w9 g7 u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。
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' ~; Z3 v7 H0 |* @& @! ?1．可锻性 " i) Y6 Q$ U% A( D; {& W
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3 _5 u2 u/ z/ x( @9 b5 `, O9 ?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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" o% i8 f( w4 S a( \* D0 f/ o# ~/ \3．切削加工性 / ]+ j) X$ ]) A: r, w0 \
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切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。 : T% ?9 R/ M# F- G
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4．氧化、脱碳敏感性
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0 o# h2 c& o: q( {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 ; g2 }4 |7 G4 ? v
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# X2 L$ A6 N2 O淬火后具有均匀而高的表面硬度。 ! n/ g) t6 H) Z& T& l) m
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6．淬透性
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2 v( |9 w, G& c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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7．淬火变形开裂倾向 , q/ D1 ], J6 X# v6 F/ C
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4 j- ~8 K/ V6 T; p- e. A5 E0 W4 _7 o, _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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0 B7 [7 P+ U8 Q: }- c8．可磨削性
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! H7 k& x4 k4 p% l& X( C8 o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 a. R! }; q1 ~1 H
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; X9 E9 x! @: V7 y" s4 s2 A+ l（三）满足经济性要求
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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。 ' Y" v! V4 M! o4 q- _
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# ?2 _0 a( v* W8 A/ A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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发表于 2006-5-31 10:42:17