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(一)满足工作条件要求 ( \0 g0 \1 n) G
1.耐磨性
5 c- a w* N( A- ^2 a 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。
8 I) {3 v3 d2 u% \0 ` 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。
8 A; M) m% {, Q2 n 1.强韧性 ) |) Z% Q, w9 |, E: F# q0 [
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。 ' H9 X6 O; Z2 M# U5 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。
* ?# G, e& u1 N0 i5 _+ e4 x 2.疲劳断裂性能
" N7 R1 w6 T o5 v 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。 - g$ y4 g5 r7 e+ H' }7 W
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。 # v1 l7 ^5 E& C4 @$ S+ T k' M
3.高温性能
0 r p( S/ A6 y$ M+ W) O: C. H# W 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。
\" V# `. K, A8 | 4.耐冷热疲劳性能 ) E' K6 l: L! p& }. P& ]+ ^. |4 S
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。
7 i" i6 D- o* y+ r8 \( @- K 6.耐蚀性
+ u) R3 n9 K5 [8 t* g d* A 有些模具如塑料模在工作时,由于塑料中存在氯、氟等元素,受热后分解析出HCI、HF等强侵蚀性气体,侵蚀模具型腔表面,加大其表面粗糙度,加剧磨损失效。 & Y3 x5 Y4 E7 z! k4 ~5 H0 f
(二)满足工艺性能要求
6 G8 n6 Z6 x4 B9 {' U 模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量,降低生产成本,其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性;还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。 3 Q1 t M: r! x) T3 i) r' c# |
1.可锻性
- J' G+ M4 e2 n! v$ f- s 具有较低的热锻变形抗力,塑性好,锻造温度范围宽,锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。 k* R9 @8 f( m: y
2.退火工艺性 # \) d* i& N/ ^3 N
球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。
# j- E0 P7 s* m 3.切削加工性 2 j3 z& i9 E6 N+ E
切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。 7 f a5 Z! q- B+ @# ^
4.氧化、脱碳敏感性
& p5 S4 v, X5 ?- w% s6 I 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。
) V( ^- T; G1 R. W8 X6 p1 z9 L9 [ 5.淬硬性
4 [! X: u8 r6 D& h 淬火后具有均匀而高的表面硬度。
$ A7 w9 G" T: x( D; b5 j5 q 6.淬透性 9 R2 m1 p% |, _% N: o+ L8 S% _/ L
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。 ! U2 m* l) ?0 o
7.淬火变形开裂倾向
2 t7 e4 ~6 a6 I3 ^- f8 [ 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。 $ Z5 D- J. R9 t4 I# s' I
8.可磨削性 # y1 j/ J: j' C5 r' `# k
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。 : u* B p1 b2 Q% N3 t8 d" Y
(三)满足经济性要求
7 e" m0 P) A( C. }. C3 Z! V9 K& Q1 A 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。
1 A; X+ Y; k" q" D 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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