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时间:2019-07-24
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1、模具选材原则(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,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。1.强韧性 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。 模具的韧性主要取
2、决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。模具选材原则4.耐冷热疲劳性能 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。6.耐蚀性 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。模具选材原则2.疲劳断裂性能 模具工作过程中,在循环应力的长期作
3、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。 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。3.高温性能 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。模具选材原则(二)满足工艺性能要求 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、
4、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。1.可锻性 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。2.退火工艺性 球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。模具选材原则3.切削加工性 切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。4.氧化、脱碳敏感性 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.淬硬性 淬火后具有均匀而高的表面硬度。6.淬透性 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。7.淬火变
5、形开裂倾向 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。模具选材原则8.可磨削性 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。 (三)满足经济性要求 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。 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。一、对模具材料的
6、要求⒈材料芯部要有足够的强度与韧性⒉表面要有足够的硬度、耐磨性与抗腐蚀性能⒊抛光性能良好⒋加工性能好、热处理变形小不同的模具零件对材料的要求不同成型零件:与高温熔体接触,耐磨、耐蚀、足够的强度、热处理变形小。推出机构与导向零件:耐磨、足够的韧性与强度、热处理变形小。支承与紧固零件:有一定的强度§9.2模具材料的选用§9.2模具材料的选用二、常用的模具钢材1.碳素结构钢45、45Mn、20Mn有一定强度,切削性能好,热处理变形较大加工前要正火或调质处理2.碳素工具钢T8、T8A、T10、T10A淬火后有较高的强度与耐磨性,淬火变形大且淬透性
7、差淬火后用线切割加工可达较高精度§9.2模具材料的选用二、常用的模具钢材淬透性、强度、韧性、耐磨性、耐热性好,但加工性能差,粗加工前要退火处理。3.合金工具钢CrWMn:淬火变形很小,淬透性高9Mn2V:价格低,淬透性、耐磨性不及CrWMn但比T10钢好Cr12:淬火变形很小、淬透性高、耐磨性Cr4W2MoV:淬透性、耐磨性不及Cr12,其它性能接近5CrNiMo:500℃能保持高强度与高韧性3Cr2W8V:适合氮化处理,耐蚀性好§9.2模具材料的选用二、常用的模具钢材4.合金结构钢热处理前具有较好切削性能,热处理后变形小。20CrMnT
8、i:淬透性、力学性能较高,用于尺寸大的渗碳淬硬件。40Cr:综合性能很好,但国内Cr资源有限。40CrMnMo:淬透性、力学性能高,用于强度高韧性好的大截面件。38CrMoAl:渗氮钢,高硬度
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