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模具选材原则
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/ h3 y6 [$ ?- N$ a& N( ^(一)满足工作条件要求 1 F$ `) ]: P+ r0 ?* ?: b
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1.耐磨性
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) c8 q$ b! u( X7 f! I; E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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7 K1 I1 Y. Y9 j% ]; 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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( [0 v# m0 v' } R1.强韧性
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, z9 l& e- c. I7 y0 a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。 5 o" [* P1 w9 [1 z% \( I f" p
$ J- x7 X& d1 \4 J( i模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
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2.疲劳断裂性能 1 |* Q) Z" h7 H0 m7 r" P) H3 K
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模具工作过程中,在循环应力的长期作用下,往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。 : f- K: m4 O% O. y* \" k
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模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。
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+ Y& ^% d$ w4 Z, ?" |; h3.高温性能 1 _- ~6 u/ h) e! M/ F0 L3 i) u
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当模具的工作温度较高进,会使硬度和强度下降,导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因此,模具材料应具有较高的抗回火稳定性,以保证模具在工作温度下,具有较高的硬度和强度。
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" ~! Q; I4 f1 S! W5 M6 X G4.耐冷热疲劳性能
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9 k% d! P# b6 `8 Z2 Z有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态,使型腔表面受拉、压力变应力的作用,引起表面龟裂和剥落,增大摩擦力,阻碍塑性变形,降低了尺寸精度,从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一,帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。
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6.耐蚀性 5 S V; l4 G, S7 A( N) p/ P
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有些模具如塑料模在工作时,由于塑料中存在氯、氟等元素,受热后分解析出HCI、HF等强侵蚀性气体,侵蚀模具型腔表面,加大其表面粗糙度,加剧磨损失效。 . T+ d4 J0 T% s8 X
- c) `/ D: v, ~- @2 M(二)满足工艺性能要求
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6 }& m7 e. p% b8 p$ ~$ L @模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量,降低生产成本,其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性;还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。
9 D6 d& p+ J2 e+ o9 d6 Q8 B) P1.可锻性
. F/ o# D- V* {/ K5 h& b: W具有较低的热锻变形抗力,塑性好,锻造温度范围宽,锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。
6 S* K) N7 `3 _% \' f6 Y2.退火工艺性
W" o3 F. C' Z! F, X, s' a球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。 1 Y' R4 K6 O: y
3.切削加工性
; D2 r$ X$ b% z) g切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。 4 |- ~7 O; ~9 m! y# D
4.氧化、脱碳敏感性
7 l. B g' _+ L高温加热时抗氧化怀能好,脱碳速度慢,对加热介质不敏感,产生麻点倾向小。
& O* l* X& N. K3 ^5.淬硬性
; s& v$ R2 c X/ p+ J: A, |淬火后具有均匀而高的表面硬度。 $ `5 q4 w! H) X* D
6.淬透性
) {$ q' F# B" B; i! O; I淬火后能获得较深的淬硬层,采用缓和的淬火介质就能淬硬。
1 s" Q( V8 u* d% W: m7.淬火变形开裂倾向
- ?- O% F6 L: \) I5 x2 b: ^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。 8 j# e- U" J' |. z' H5 @* G, y% t
8.可磨削性 - e8 Q C$ F, s6 j! z! I8 C/ 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。) M/ N6 t: @. G* E. s- r( H
(三)满足经济性要求 - e" Y8 i3 g6 W9 P' ?
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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