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模具选材原则
' y g! |' Y7 B" t% `时间: 2006-03-03 19:19:25 | [<<] [>>]
3 k6 }) Y: B5 n, f1 E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. S) {9 F8 c/ K) |% w0 T) Q1 h2 O
（一）满足工作条件要求
[( p7 K6 S% ~- s: u5 ?- D 1．耐磨性
, u+ k) ^& H* s$ p9 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。 & D) d3 i9 U; H9 V
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。 / w! x( u1 t; v$ _" R
1．强韧性
8 A) Q+ v3 u4 E3 P8 {% H 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。 % C, L) ] m h7 x4 G5 R& N* P* W: O
模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
2 |! F- j, J# |2 c! j4 k3 r7 E 2．疲劳断裂性能
* ?' E/ Q, a1 ?' n1 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。 X) Z H( e: W, p1 e! I
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。
# c# ?, x, m, X4 e$ j 3．高温性能
& j% R9 e2 i2 j! U+ Y Y; r& N 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。
# C: v4 ^# ? H9 l) J8 d; R, O 4．耐冷热疲劳性能 $ h1 V. m) A; m- E' G: W4 A
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。 % c9 v7 G6 C0 h1 X& U) C2 M/ Z
6．耐蚀性
; y, J3 \0 u5 I& g- T, A 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。
( {9 u: _0 \+ o q0 G （二）满足工艺性能要求
% Y/ Z: a* }- _% g! O7 {% z" Y' U$ c 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 W7 K& K; C% z# H* S& U
1．可锻性 " F2 I {" W. l1 ?! {1 L. {% j
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。
( J) o! w6 [% y5 W- O( s 2．退火工艺性
) e9 t+ C {# `( Q. O0 t/ B0 Q 球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。 - d1 r/ P7 i; e4 [, W
3．切削加工性
# w# n! e( {6 I# } 切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。
( ^6 f" A( i+ j9 a t 4．氧化、脱碳敏感性
0 A+ b7 ]1 V& g6 b- q, j) t' j9 U" 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。
, u, _( {+ E+ w% W* N 5．淬硬性
. @ f0 w( i0 d% p' k% d 淬火后具有均匀而高的表面硬度。 & W4 P. `+ @" T5 t* j; ~( J
6．淬透性 ; \% z3 u7 [7 l
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。
7 J; A$ Z1 s8 k3 q r! @* [ 7．淬火变形开裂倾向 ) ^4 z) D0 Y3 P$ L1 N8 }9 W$ 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感。
% {/ ~1 H. Y" u0 A1 a' _0 G 8．可磨削性
; ^9 N* b$ o/ ~7 G+ 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。 , P, z0 b A" O/ Q" q5 n2 i
（三）满足经济性要求
* r9 t4 g, r( k( x- q) N/ V3 Q# g 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。
. M7 |3 c5 s/ e/ n# C( N. y& c 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