模具钢

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模具钢的选用之工作条件要求、工艺性能要求、经济性要求

发布时间:2023-01-18 14:54:47

    模具钢在选用时大致要满足工作条件要求、工艺性能要求和经济性要求等。


    1、工作条件要求

    (1)耐磨性:坯料在模具型腔中塑性变形时,沿型腔表面产生流动和滑动,使模具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。所以耐磨性是模具基本且重要的性能之一。
    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。
    (2)强韧性:一般情况下,模具的工作条件十分恶劣,有时会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。
模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
    (3)疲劳断裂性能: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。
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。
    (4)高温性能:当模具的工作温度较高时,会导致钢的硬度和强度下降,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,以模具在工作温度下,具有较高的硬度和强度。
    (5)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,使型腔表面受拉力、压力、交变应力的作用,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, 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,由于在工作时塑料中存在氯、氟等元素,受热后会分解析出HC1、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。


    2、工艺性能要求
    模具的制造过程一般要经过锻造、切削加工、热处理等多道工序。为模具的制造质量,降低生产成本,模具材料不仅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,而且还应具有较小的氧化、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。
    (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 高温加热时抗氧化性能好,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,釆用较缓和的淬火介质就能达到淬硬的目的。
    (7)淬火变形开裂倾向 经常规淬火时,钢的体积变化较小,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。
    (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。


    3、经济性要求
    在进行模具选材时,还必须考虑经济性原则,尽可能地降低模具材料和模具制造成本。因此,在满足使用性能和模具寿命的前提下,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。



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