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模具选材原则/ |2 g+ Y7 ~5 e6 V8 o
时间: 2006-03-03 19:19:25 | [<<] [>>]
% I8 \3 ]$ [- c) b' M% d4 Y7 C# o0 T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
$ q d2 O) J: s* w( f4 o$ a _（一）满足工作条件要求 * @& ` R F- H1 m, X8 V+ W
1．耐磨性 * Y, C! e. l, w7 p6 w9 f U
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。
# n6 B8 K: n% \" k. j3 l6 C 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。
9 ~1 D" _* t& h, i8 m 1．强韧性
' |, _) {) A* B; l. P, F 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。 _7 o8 Y+ H8 `7 o( i/ M/ _8 _
模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。 ! u7 w% Q5 C# x( @
2．疲劳断裂性能
: C; A, S# }) j. ]* A$ `% }, {( t 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。 + P( c* R1 n' ]% r/ v6 d$ |. T
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。 2 t* q1 ?5 Z6 P5 H7 U! Z
3．高温性能
5 `2 t$ F: b, B+ o. U; }; w 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。 ; {: ^# f+ J9 W2 s& s; S6 C
4．耐冷热疲劳性能 ( D3 g. Y8 V5 v: {+ u* [
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。
0 u- l# y5 h& Y* W( V 6．耐蚀性
" F7 j8 |8 v$ t8 w2 s, s 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。
1 }( r( m: M! e/ p8 S, t （二）满足工艺性能要求 2 Y f' p* @# T. |$ H" y
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。 / Y( \ V3 v" k" O; A
1．可锻性 / d! u% A; k, g
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。
. h) `- C+ d0 w) X( _! O, D3 S. \ 2．退火工艺性
# ~7 ?. E/ k; ^$ O4 v- C9 T 球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。 & L+ X; U* N# W
3．切削加工性
% Y4 H& r1 O" [/ c6 O3 f* L' ~ 切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。 * R) R$ O+ J I. `% A
4．氧化、脱碳敏感性
3 K7 M. r. e9 ]- x 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。
% l$ C# }7 Z) y 5．淬硬性
3 L+ m$ {7 [( e; s 淬火后具有均匀而高的表面硬度。
! S- \5 w4 p0 ] 6．淬透性
8 t1 X. ?) n$ n6 f% t* @ 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。
* ^9 _& y6 X5 K; N/ G 7．淬火变形开裂倾向
& {4 V3 q. ~5 b! `; O( M- Q 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 ^, a5 C5 g3 T, A; M
8．可磨削性
1 I( {% E( [2 V' p4 b( G0 j# D- f 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。 , r; [3 \3 q. x) [8 ]3 b8 [
（三）满足经济性要求 4 O5 R9 q$ f( d) r6 b4 s
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。 0 O7 j$ N0 t8 s, n
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