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模具选材原则! F0 i* B8 w1 K
时间: 2006-03-03 19:19:25 | [<<] [>>]
2 r3 w/ ~8 W O7 I) d- F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
% `0 y$ e1 |" {1 k(一)满足工作条件要求
0 t( D3 L) r! s 1.耐磨性 9 r \3 O4 ~+ \- \! e* q' a7 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。 : W6 x( L. S/ s4 C3 |0 p
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。 % M( q, Z# m. O; m4 M+ k# x" ^
1.强韧性 8 t8 Z. u1 b5 T" X0 @; _
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。
3 v# T3 K$ j* Z# f 模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。 6 ^, d; {5 Q% o* i9 ]
2.疲劳断裂性能
$ G' @' d: J c2 A 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。 ! l" \( O, I$ x. b" e
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。 " m- u; j& f, T4 Z
3.高温性能
& I) Q: _! M- p3 g O- ^, r 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。 ( t& Q; y7 ]2 n- w
4.耐冷热疲劳性能 B" M7 W2 c$ F6 v
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。
- d) l' l6 R+ v9 q 6.耐蚀性 5 a. `, p+ a, Y; Z' N3 u, P, K2 f1 @0 X
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。 + p' m( E& @& Z" J6 m
(二)满足工艺性能要求 6 S; q$ s' L) k! R/ E( b, D
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 T% \' l4 L5 e) F
1.可锻性 2 a! C. A& |1 h- S( h
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。
6 J+ n1 Q" r: f! j" Y 2.退火工艺性
$ X7 Y9 d& Q7 ] 球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。
8 [6 s1 W) i# \' ^* q 3.切削加工性 * B1 I1 R' d- I! x
切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。
6 B# o. ?4 w4 G$ v5 i# T) p' q* H/ Q 4.氧化、脱碳敏感性 , J+ t0 E' g3 E3 l/ k: 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。 % ~3 x( J9 G; L& A7 L( }1 ?
5.淬硬性 ( k6 x4 n4 P/ H [, O h2 K7 Z
淬火后具有均匀而高的表面硬度。 0 W- K$ q' }' b) |# v
6.淬透性
3 M3 f5 U5 ?6 i) W 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。 % C. d" n, c) g. P2 D/ F. z+ ]9 k
7.淬火变形开裂倾向 5 n; R; B6 r i$ P( @2 }) A$ 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。
+ R& R+ q' K' X, v0 @, ? 8.可磨削性 0 }3 v0 s/ K7 v5 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。
) w" u. K9 h c5 c& V (三)满足经济性要求 / Y# o/ p9 k6 k* _7 r$ V d
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。
: b( J- k) C3 S 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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