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(一)满足工作条件要求
# c! r4 k; u5 L4 O: G 1.耐磨性
4 y( c" t. F" t6 t" z0 ]+ F" }% k' ?2 ? 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。
% u, y; f: T! e" v7 A; n 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。
0 I6 Q: ^9 w- l0 p9 }& s: @ 1.强韧性 # H7 O ]( R5 i& h; }' ]
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; D+ T2 P% o3 e 模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。 * J/ D2 B. N( s' o8 E- D) V' Z
2.疲劳断裂性能 , X2 E: J6 u8 [6 `) {, ^5 J
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。 ! y D% a& Q6 s3 _
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。
+ }' s% _! m) G2 V* L" S: z 3.高温性能 ; _+ {* d, V3 L" P. c& v7 V0 |& T5 ]
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。
) |' o/ Z$ M1 T# J) z- d 4.耐冷热疲劳性能
$ {/ y9 U0 P/ i6 T( `8 U: A 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。
5 R6 l0 s# p7 G. x! G 6.耐蚀性 0 c% L" r- m- T7 a, f: G# N
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。
: P4 ?, V" j0 R! O1 x (二)满足工艺性能要求 " ^7 y0 m3 L: c3 A% }1 R
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。
6 O9 ^ h+ i8 b- c 1.可锻性
5 T1 b9 X) e) E' L6 ? 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。 - J- \: c. h) a
2.退火工艺性
+ C; d/ D/ z$ @ |9 u: O1 G+ d6 C 球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。 6 P$ m2 _, O7 T% j L i& T) k6 U
3.切削加工性
9 c. [2 B ~" h# L" k 切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。 8 J' L6 I- s* U
4.氧化、脱碳敏感性 9 i" K& i, P X$ }; v% x
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。 ' J: I( _( C! u& q2 C: d& e) Z
5.淬硬性 ) N: i* h1 t: O* z0 x0 Z% R/ Z
淬火后具有均匀而高的表面硬度。 : Y) V( Q! l9 P' H! m; Q; F
6.淬透性
" K) ?- ]; |4 i$ P, y: S; c 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。 + b4 k. [, B5 J! T+ K2 {1 b
7.淬火变形开裂倾向 1 h7 ~& O5 ]: _
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。 % v$ g/ F4 }7 ^$ }; B- ]/ R
8.可磨削性
) a, T* I1 Y% i 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。 , B$ ]7 b4 w# y' D; U0 F* e" J
(三)满足经济性要求 / ~. _ _( Y+ E3 L9 C( M; n0 p) \
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。
! {- N% v9 `( P S- ^* 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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