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模具选材原则 ?9 @0 @2 ~( x" s* `( H: Y
时间: 2006-03-03 19:19:25 | [<<] [>>]
' N( Y( T2 Q! \/ C" X( W# s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
, i' l4 P$ Z8 R8 C: t* j(一)满足工作条件要求
8 _5 p$ U: H. x$ f3 ^& l 1.耐磨性 4 f8 c; B7 V' J9 A* {
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。 / R) ~" B! C1 ]' B% _. ?/ 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。 ) s3 b& L I0 W p7 [2 F( H
1.强韧性
7 A4 ~: q/ r/ u. 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。 0 n V) z3 L. s2 y W ~6 u
模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。 8 ?& {" R- d/ y8 K4 p
2.疲劳断裂性能
/ ~+ u5 A4 D8 M) Q- T- f 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。 & G4 G! p; [7 x q" f: @
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。 & \, a$ z* s" P6 Q1 U
3.高温性能 c7 n& }. S# 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。 ! W' @& A5 P# m7 b5 [0 f z
4.耐冷热疲劳性能 & R* t/ M/ P1 Q1 c4 L
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。 3 w6 Q, x3 s* v% c" U
6.耐蚀性 4 F; p# f9 ^+ J
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- l. V# U7 f" `) w; V (二)满足工艺性能要求 # H% E7 D9 o5 {( 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。
1 h7 P$ X8 R. v/ f) P 1.可锻性 6 d( M% r. b7 Y8 \1 x9 N
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。 " n0 M+ ]" T+ l. O0 |/ ^
2.退火工艺性 y/ v4 R; [: i$ B& R; T Q' 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。 4 P8 N; h: L4 ?3 s: w6 L
3.切削加工性 , k5 M5 E6 q: ~+ X2 t
切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。
% r: E7 N" Y7 Y- M% C$ _ 4.氧化、脱碳敏感性
7 _4 Z2 e: _- t: ?& @1 d 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。 2 ]) }$ W. I5 B7 _+ m
5.淬硬性 : I3 p1 b# L3 J; `7 }0 ~7 q
淬火后具有均匀而高的表面硬度。 8 Z3 f% d2 C* I3 y, `) E
6.淬透性
( z& L& n/ s# V 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。 " n# J5 T2 t d; I* ^1 Y
7.淬火变形开裂倾向
" M( U6 g( W: L- o8 j R z 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。 - L: [ S/ N$ @1 d! t0 L
8.可磨削性
o: u6 T% B. `, R: P" P 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。
: ?4 ] m& R6 z# ]6 }1 H* F (三)满足经济性要求 0 s( ?. L! Z* S0 S8 e
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 f& _2 V( V4 k/ _9 o
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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