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模具选材原则
: P: w' ~3 { a6 W" G# f. }时间: 2006-03-03 19:19:25 | [<<] [>>]6 ` U- i3 I1 i
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8 j" H7 Q; g9 x& f4 \6 _# D
(一)满足工作条件要求 ! l/ H; A7 _$ \1 q, `* N
1.耐磨性
! E! [2 \# r" R% Z9 z; V" g/ p+ X+ T 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。
+ F. R- F8 P% ] 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。
9 d1 S" O( f7 y/ \8 q 1.强韧性
5 V! q, h' d, ?# N" @7 M 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。 0 z. Z2 M y2 B' w# M1 D3 a6 r, j9 Y
模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
i* W( |8 H, V! N% ^ 2.疲劳断裂性能 1 a4 u6 E b; P5 P6 @7 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。 9 j6 D& C6 Y" F; n+ ?3 o; F
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。 . r% ?" X$ _5 b8 B+ k- Q V8 P
3.高温性能
; ]+ p! b9 k( u6 X8 v- D 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。 4 R. T6 O, e* \' A; v! h$ H
4.耐冷热疲劳性能 9 `) W3 x8 h- {5 s! w: `: G
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。 & K5 ]3 |( y$ O: a
6.耐蚀性 3 v/ P4 x5 R" {. f2 S; h# h2 q
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。 ! H; c) z$ K7 ], m- p
(二)满足工艺性能要求
]1 Y2 N, S# g+ x: L 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 D* u, I# i" }
1.可锻性
. W% O* g9 Q% v# h 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。
: S3 k* M1 \$ o+ n+ [3 O6 x 2.退火工艺性 / B/ m$ |% u, 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。
! @ G1 a4 j/ [2 E3 X& f# W 3.切削加工性
; i5 l- P# k8 S5 G# y' E# y 切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。 ; q* L: @5 h `5 T5 Q# t
4.氧化、脱碳敏感性
% O, E6 U* ~- i/ |3 }. c 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。 5 c0 f) X# m. s* }
5.淬硬性 # O& S) D( I3 ^6 a e& Y( _
淬火后具有均匀而高的表面硬度。
8 t5 l3 S6 {4 w, O$ `: C. ? 6.淬透性
$ y4 [' F1 a( }6 v& ^, ?) ~ 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。
3 p% K/ B$ c4 R6 w$ ]- j 7.淬火变形开裂倾向 5 o5 P: o3 Y: t. z
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 \9 y- n% }5 i, Q' K- s
8.可磨削性
" Y8 s8 ?8 _# x+ f3 ^; Z0 ? 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。 / _; X. h# _4 y
(三)满足经济性要求 0 a2 S3 Q) \" V1 k# Z/ S2 _( 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。
# D: G' L/ a1 y9 p; V$ ?: C4 m 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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