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    模具鋼的選用
     
     
    模具鋼在選用時大致要滿足工作條件要求、工藝性能要求和經(jīng)濟(jì)性要求等。
    1.2.1  工作條件要求
    (1)耐磨性  壞料在模具型腔中塑性變形時,沿型腔表面產(chǎn)生流動和滑動,使模具型腔表面與坯料間產(chǎn)生劇烈的摩擦,從而導(dǎo)致模具因磨損而失效。所以耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。
    硬度是影響耐磨性的主要因素。一般情況下,模具零件的硬度越高,磨損量越小,耐磨性也越好。另外,耐磨性還與材料中碳化物的種類、數(shù)量、形態(tài)、大小及分布有關(guān)。
    (2)強(qiáng)韌性  一般情況下,模具的工作條件十分惡劣,有時會承受較大的沖擊負(fù)荷,從而導(dǎo)致脆性斷裂。為防止模具零件在工作時突然脆斷,模具要具有較高的強(qiáng)度和韌性。
    模具的韌性主要取決于材料的含碳量、晶粒度及組織狀態(tài)。
    (3)疲勞斷裂性能  模具工作過程中,在循環(huán)應(yīng)力的長期作用下,往往導(dǎo)致疲勞斷裂。其形式有小能量多次沖擊疲勞斷裂、拉伸疲勞斷裂、接觸疲勞斷裂及彎曲疲勞斷裂。
    模具的疲勞斷裂性能主要取決于其強(qiáng)度、韌性、硬度以及材料中夾雜物的含量。
    (4)高溫性能  當(dāng)模具的工作溫度較高時,會導(dǎo)致鋼的硬度和強(qiáng)度下降,導(dǎo)致模具早期磨損或產(chǎn)生塑性變形而失效。因此,模具材料應(yīng)具有較高的抗回火穩(wěn)定性,以保證模具在工作溫度下,具有較高的硬度和強(qiáng)度。
    (5)耐冷熱疲勞性能  有些模具在工作過程中牌反復(fù)加熱和冷卻的狀態(tài),使型腔表面受拉力、壓力、交變應(yīng)力的作用,引起表面龜裂和剝落,增大摩擦力,阻礙塑性變形,降低了尺寸精度,從而導(dǎo)致模具失效。冷熱疲勞是熱作模具失效的主要形式之一,這類模具應(yīng)具有較高的耐冷熱疲勞性能。
    (6)耐蝕性  有些模具如塑料模,由于在工作時塑料中存在氯、氟等元素,受熱后會分解析出HC1、HF等強(qiáng)侵蝕性氣體,侵蝕模具形腔表面,加大其表面粗糙度,加劇磨損失效。
    1.2.2  工藝性能要求
    模具在制造過程中一般要經(jīng)過鍛造、切削加工、熱處理等多道工序。為保證模具的制造質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,模具材料不僅應(yīng)具有良好的可鍛性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性,而且還應(yīng)具有較小的氧化、脫碳敏感性和淬火變形開裂傾向。
    (1)可鍛性  具有較低的熱鍛變形抗力,塑性好,鍛造溫度范圍寬,鍛裂冷裂及析出網(wǎng)狀碳化物傾向低。
    (2)退火工藝性  球化退火溫度范圍寬,退火硬度低且波動范圍小,球化率高。
    (3)切削加工性  切削用量大,刀具損耗低,加工表面粗糙度低。
    (4)氧化脫碳敏感性  高溫加熱時抗氧化性能好,脫碳速度慢,對加熱介質(zhì)不敏感,產(chǎn)生麻點(diǎn)傾向小。
    (5)淬硬性  淬火后具有均勻而高的表面硬度。
    (6)淬透性  淬火后能獲得較深的淬硬層,采用較緩和的淬火介質(zhì)就能達(dá)到淬硬的目的。
    (7)淬火變形開裂傾向  經(jīng)常規(guī)淬火時,鋼的體積變化較小,形狀翹曲、畸變輕微,異常變形傾向低。常規(guī)淬火開裂敏感性低,對淬火溫度及工件件形狀不敏感。
    (8)可磨削性  砂輪相對損耗小,無燒傷極限磨削用量大,對砂輪質(zhì)量及冷卻條件不敏感,不易發(fā)生磨傷及磨削裂紋。
    1.2.3  經(jīng)濟(jì)性要求
    在進(jìn)行模具選村時,還必須考慮經(jīng)濟(jì)性原則,盡可能地降低模具材料和模具制造成本。因此,在滿足使用性能和模具壽命的前提下,首先選用價格較低的,能用碳鋼就不用合金鋼,能用國產(chǎn)材料就不用進(jìn)口材料。
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