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模具选材原则
: z/ i9 g! q3 z6 d' Q( j时间: 2006-03-03 19:19:25 | [<<] [>>]
( o2 h- V6 A/ R0 F) J9 G/ |0 G( Q9 ^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. _5 N' d! k2 W* @' O7 ]
(一)满足工作条件要求
6 a( N$ I3 k1 A% ~0 U; s 1.耐磨性 ! h* z p1 }( b6 C4 p
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。
- F: U& m7 r* B* S6 ` 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。 R. A) A# R% e$ Q2 b( \% N) `7 C
1.强韧性
5 q: ?/ E; V3 m8 L6 P' c) S 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。
) ]7 s# h4 e) [ 模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
. D2 S) z# u" Y 2.疲劳断裂性能 4 N# v" }3 L- e% Z0 P
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。
& R, f0 [: @* n5 [! X- ^% E5 x 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。 9 t/ V6 f; |. H" G) D
3.高温性能
* C( n( U' j8 @. ~3 F0 `) [4 i) u+ E 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。
* F: \& g& \# Z+ }7 G 4.耐冷热疲劳性能
) J1 C/ l# m% }% T5 \% \. }0 W 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。 4 k7 R4 i: O, v, x
6.耐蚀性
; ^5 U$ X: W, ^ R+ R4 Z. H% ~6 G 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。
0 \% w* }* V( I (二)满足工艺性能要求
5 Z% Z$ E& |4 @7 Q) 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。
4 R7 A* p4 z' ]! {- i" n, c 1.可锻性 * a& b7 ^ ?3 F' ^) 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。 9 ^4 Y7 n1 c/ L) Q3 I
2.退火工艺性
0 v. Z# y. l0 X$ R# ]+ w5 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。
' {4 a% a6 M) n- x1 {0 X# b8 H# | 3.切削加工性
/ t7 b0 L6 h/ @6 l Y% Q2 W2 J 切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。 # O5 a) V; }' b& J. Z# B; A$ W' ~, s
4.氧化、脱碳敏感性
" ~; ~ g. W, N& W% L8 T$ k 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。
) o: H3 G& w. Z* r- Q% S" L4 | 5.淬硬性 6 W! z- }7 y; t. F6 L+ a2 [6 d0 t
淬火后具有均匀而高的表面硬度。 - q8 k( W+ }; Y, l5 C& Q4 Q
6.淬透性 # B' q3 v5 Z6 D! K5 `+ 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。
$ f" ]1 J) T7 J. Y9 B+ L$ B. t4 B 7.淬火变形开裂倾向
* q+ I3 \8 j' R; Z6 r 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。 : F, L9 o, i( h1 s
8.可磨削性
# K- ]% Y8 B7 U0 m5 |2 c 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。 , r4 m5 C3 j/ S* N5 T
(三)满足经济性要求 - ?: l; V1 k! G4 C) y- r2 K
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。 9 i9 |/ i7 U4 N: J; s) N
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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