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模具选材原则
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(一)满足工作条件要求
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) W9 g" @/ |" k$ g! @0 \0 H" B0 b+ ^9 R1.耐磨性
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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 T3 e8 }7 C R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。 * h8 R7 a) _: p" P/ D, p z/ w# H
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1.强韧性
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2 C1 F! K4 f' P+ H: a+ y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。
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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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5 u8 g' y+ S! @6 B& o1 G) W0 D1 d2.疲劳断裂性能
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: F6 R5 n+ _+ 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。 # s0 k$ F, G C8 W
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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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$ n% D# k! J+ ^0 ~$ B4 V3.高温性能 5 J5 A; e+ X& P- N& u+ I5 s
8 E* c$ z# m! Q9 D; L" s3 ? 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。 $ [, v& X, l: u. d
! M! s5 y: |" F* I* q' A( t# d B4.耐冷热疲劳性能
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4 \0 ~% ~$ e4 d- F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
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2 z$ N2 S, I1 f& N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。
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- ~" M \9 l7 ~3 {$ t& a. \(二)满足工艺性能要求 # N9 [$ k8 S3 B4 C9 ^
' F9 T* W* f2 }+ h) o; p" U0 Y. t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。 ! v N! r1 d0 m. p1 y6 L
1.可锻性 ! e4 b. ~. m! ?# f* [' t/ 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。
1 b# _( d6 ^3 L a) J9 w- V6 @1 H9 q2.退火工艺性 ! {% E6 N+ X5 k1 ?# u
球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。
* w' Y5 C2 d! k% k7 p3.切削加工性 " Q# Q5 y7 C( t
切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。
: [& U, C" @& X( h4 n+ |4.氧化、脱碳敏感性 8 v1 s* Z8 J1 `+ a% P. s
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。 * h& N) t' n! Q5 r
5.淬硬性 ; |& A& \4 Z- {: u! G+ _1 A4 z" Y
淬火后具有均匀而高的表面硬度。
7 i% ?9 R6 w o; t8 U7 V6.淬透性 0 `0 N( U3 c( F
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。 " p/ P. y L1 l o# B Z* Y
7.淬火变形开裂倾向
: \5 K9 Z( ^. r ^3 V7 }5 x7 u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。
7 S4 K( w' G4 b8.可磨削性 & [$ ?% R; z1 ^) K0 T0 ?
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。; e, _, @4 W1 p, [# M, o% U1 \
(三)满足经济性要求
) i% R6 x" [0 |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。 ' J6 N$ D6 C/ _- U* J/ E7 s
# r( I3 I/ u" v. L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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