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模具选材原则
- K5 B9 k Y% v时间: 2006-03-03 19:19:25 | [<<] [>>], O/ h! O% G' s4 V) e. d3 d
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
: z% j; v0 e9 m7 \0 D（一）满足工作条件要求 # X1 d$ w) c% A' q8 `/ _
1．耐磨性
; j# N: ^. ~8 v! k/ E6 X0 ]4 q 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。
" v3 r: j2 p' O% |: |4 _ 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; n. ^5 j% S' m% m- P$ Z/ W! k 1．强韧性 b* a' D/ E# R6 K: N
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。
" U$ z& U# H {& j* e* K: 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。
: _, O; c: M, V4 `& y3 J K 2．疲劳断裂性能
; H$ S" j. a7 B; Y- w: u 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。
$ J" P$ X/ e# R0 ~ 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。
, p9 k% V3 R! X8 O7 R+ K% v/ _! A 3．高温性能 % D; d0 S7 U5 H& q
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。
; Z! |1 S7 D' e _ 4．耐冷热疲劳性能 7 Z1 R/ b' Z% j$ d+ c9 n* G
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 F ], L4 c) g1 ~( s$ ` 6．耐蚀性
4 }/ K0 Z: z! j8 O) W0 ^ 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。
; R0 t7 |% P7 I$ S* ~( J1 o （二）满足工艺性能要求
9 t8 L& ~* L: e7 ^ ` 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。 ! u$ W# k$ j* A( w4 F: X
1．可锻性 + c- w6 Q: m! U: D' r
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。
( |- S' ~% R; g" H i 2．退火工艺性 ( ]8 x+ H u0 J: @8 _
球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。
) k! O3 G' A6 j4 ^5 J; _! d 3．切削加工性
1 ~. }5 r/ C1 U. F3 I' g8 [, ~ 切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。
- F) I3 V3 F/ a# f/ f+ ^ 4．氧化、脱碳敏感性
5 p- @0 X& y" T& P: p4 Z 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。 ! x9 w4 x' t+ T$ N: \9 V
5．淬硬性
+ b" P, s* e% N8 \, C 淬火后具有均匀而高的表面硬度。 3 L6 n; F0 ?" E, Q
6．淬透性 $ K' i1 M% t* r7 F" O( J, j
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。 # Z3 O }9 ]1 Y0 Q# F0 y+ N
7．淬火变形开裂倾向
8 S% P+ T! }* i" o6 u% O4 } 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。 % }0 T) n% j! Z0 `6 S( S
8．可磨削性
0 @8 K- T9 _/ F/ W; L. K 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。 ; O0 O, k3 m4 |/ d! ^
（三）满足经济性要求
; S" A+ Q4 H2 [8 P4 o' a 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。
2 s. K! W; I/ n% v+ 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 2006-4-9 18:28:03