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(一)满足工作条件要求
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# h# C3 S4 _+ ^" r& V) {. D2 a! _1.耐磨性
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! o) R' `1 x9 s6 `" g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。3 H5 v% r! `+ h; z1 w
' `: E6 Z% a! P2 p7 L9 i3 t7 w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。
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4 Q% F6 F8 f, j* _" I( F2.强韧性8 @, z; v) v5 k5 p1 H
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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。) U3 B! D2 C. f) g
' x0 A) Y3 _$ f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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3.疲劳断裂性能
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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。- k: S3 W- U5 h% T% a- T- @
}& V. c1 j' P" T2 q$ R9 @* S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。! y! E3 n3 F9 K' j2 I
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4.高温性能0 \. E* e0 C% e: G# s* x& t5 m
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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。
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5.耐冷热疲劳性能1 g8 g U# _( O
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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 s4 H+ i) W9 E* @2 k; ]. |
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6.耐蚀性. G, p, o6 y5 @% s# x! w& Q' K
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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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(二)满足工艺性能要求
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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。
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1.可锻性; s; c1 t. V' n3 L; `$ c, B
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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。
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2.退火工艺性 o- j3 @. x% F0 s, d {5 U/ K' S# |
# { v* o/ c& f& P' U4 u7 b球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。5 D+ A( d$ c- k5 @" A+ Y
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3.切削加工性
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切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。
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4.氧化、脱碳敏感性4 S7 t$ C/ _9 l4 J/ s! K
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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。' s5 R% t5 e U" H0 t
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5.淬硬性
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淬火后具有均匀而高的表面硬度。
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1 R C% r6 s% t& Y6.淬透性: g! Y4 T, Z+ w' k9 f5 I0 T
* L2 g( n( |; ]- C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。
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7.淬火变形开裂倾向' q( k' ~) n2 K) D' f- W6 h- O
5 k2 u/ _' Q: C. l4 Y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。4 R' I3 s" K4 h
# k0 b: y$ ^, j: t* t: D& `% p. ~8.可磨削性
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6 \& a. C' j+ l; N7 z# m' h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。
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7 V4 U/ v6 g$ x) k(三)满足经济性要求6 }' v; n# _( d, A( W% h) q
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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。 |
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