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模具选材原则
0 W- D3 R5 ?3 t: J1 x3 ^时间: 2006-03-03 19:19:25 | [<<] [>>]
# w' m9 m1 l' W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. H7 P0 n5 c) ?2 |
(一)满足工作条件要求 ) C) [5 `9 W% H
1.耐磨性 " z2 U9 i( e c# p6 H6 \, B: `
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。
% S6 @. ^, l) d: _( | 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。
6 P s& K& {! v0 @: V 1.强韧性 5 i9 @$ E }5 q9 J1 D6 u
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。
* F) H; E5 `2 B- C, v% c: n8 [ 模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
X4 e9 j9 [3 V% [5 y 2.疲劳断裂性能 ( I1 u2 G1 | F) ~ m; g
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。 4 |6 i6 v+ Z! f6 p
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。
6 z5 j: J8 E7 @/ x 3.高温性能 3 S5 g! I& ? `" y- I9 d" h
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。
0 q! O4 d2 u" U! | 4.耐冷热疲劳性能 5 p: W0 s9 {! x* F/ 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。
7 c# l' F9 S. |2 V+ _& i! P( v 6.耐蚀性
7 \ Y8 U0 Y: {. z. R 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。 6 Q- w; l- K1 `) M, u3 {
(二)满足工艺性能要求 2 u6 F1 A& }. p
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。 # W0 p( u7 }/ }
1.可锻性
V" w/ Y1 X% I/ |# F2 ` 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。
' P$ F- L4 \( I- B; H# M3 j8 j$ E, W 2.退火工艺性
, u$ T! D J/ q3 X 球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。
( `$ L0 c; H; t# ~ 3.切削加工性
2 [1 s1 q# ^: k3 L* g( X, x6 m 切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。 ; E1 B( l7 _" r4 C, x. D
4.氧化、脱碳敏感性 0 |' b( y p7 E7 O. r j
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。
4 M+ e* Q6 _! n8 H 5.淬硬性 7 `1 `' H% j$ r
淬火后具有均匀而高的表面硬度。
/ j' n( V1 x) P% ` 6.淬透性
$ m& j- `) @! b( r9 u 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。
) j" X! b6 v2 K% r8 } 7.淬火变形开裂倾向 + S; L: s3 A3 |) e G
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。 5 X, C% I. X8 n+ \0 o2 j
8.可磨削性
3 r& x/ D0 N* m" d' P/ A1 B3 c& R 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。
& ]9 N. B3 w4 f6 f (三)满足经济性要求
6 n( c$ z3 j7 ]1 m; L+ {+ a5 V 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。 6 Z$ X6 J( T$ F* }; c1 X3 s0 M7 [ I
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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