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模具选材原则
3 W$ V. b2 c1 [) L5 o3 d: \% Q E. |时间: 2006-03-03 19:19:25 | [<<] [>>]
$ x) C# p0 h( f9 l$ U' O1 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" a8 `# e) [. n9 G8 L! P
（一）满足工作条件要求 3 p( a, n. }8 v1 F+ z* L
1．耐磨性 % l; Y+ u0 K% k$ U9 g3 `
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。
, J n, ?% y/ p( \$ s 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。
@, \ [/ G6 h 1．强韧性
; |; s1 _$ S9 Z4 G% M% t l 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。
. c7 j. k9 B* |, z 模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
& R1 ^( K7 ]- G0 q8 O 2．疲劳断裂性能
$ J* _8 u/ R, D4 C6 ^6 X2 K 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。 , G* W/ ]& U3 H
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。
) O7 q8 F/ y( }% U 3．高温性能 / B& |, F' b: r6 C3 t" L
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。
* |" ]- {9 Q) s) S* t5 M/ R 4．耐冷热疲劳性能
8 M( K1 G; P u/ n9 F/ s6 q& S 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。 . X0 c- j b) D8 x* d$ i! ^- v
6．耐蚀性
8 U/ d; Q# ]0 f4 t2 A: w' o 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。 * m- S- o4 ^ C: Y. P: c0 d
（二）满足工艺性能要求 + s/ u! Z& Z$ g: o
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。
7 n, O" g2 x3 y" `; H 1．可锻性
+ j; k+ t' {' V6 \* i 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。
5 [2 L& g9 U& }; g+ Z9 y 2．退火工艺性 # D( ^. ]# A0 X$ `- 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。 % C3 a5 a* v* e: ]5 y' ]
3．切削加工性 9 n; P- ?) l D
切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。 S" Z+ X0 R" n' o! `7 c9 t
4．氧化、脱碳敏感性
' W4 b' W7 e/ y) u0 q1 ^ 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。 9 [7 r; P, I; k2 Q1 Q8 f
5．淬硬性
- r9 x, ?5 w% G5 k$ p( _" C 淬火后具有均匀而高的表面硬度。
( k2 @9 ~5 K2 m ? 6．淬透性 * k: R1 T# c7 ]% p+ d4 G
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。
6 F/ B! n* K. f0 b. Q 7．淬火变形开裂倾向
: O4 |0 H; y: r- o: c 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。 7 A; a0 n1 w8 P8 y* |9 u$ C2 `
8．可磨削性
( Q, |. F2 w* f" S 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。
- Q t! Q4 i1 [: L/ R' C" m( e （三）满足经济性要求
& C. j) E1 ~) ]6 z0 _! L 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 b3 D6 h3 l2 W; N/ z$ G& a0 q8 R
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