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模具鋼材料需要的五大性能要求介紹
來源: | 作者:13963813331 | 發布時間: 2020-02-19 | 405 次瀏覽 | 分享到:
模具鋼材料的五項性能要求
  
  1。強度性能(1)硬度是模具鋼的主要技術指標。為了在高應力下保持其形狀和尺寸不變,模具必須具有足夠高的硬度。 冷作模具鋼的硬度在室溫下一般保持在HRC60左右,而熱作模具鋼的硬度根據其工作條件一般要求保持在HRC40~55之間。 對于同一鋼種,在一定的硬度值范圍內,硬度與抗變形能力成正比。
  模具鋼材料的五項性能要求
  
  1。強度性能(1)硬度是模具鋼的主要技術指標。為了在高應力下保持其形狀和尺寸不變,模具必須具有足夠高的硬度。  冷作模具鋼的硬度在室溫下一般保持在HRC60左右,而熱作模具鋼的硬度根據其工作條件一般要求保持在HRC40~55之間。  對于同一鋼種,在一定的硬度值范圍內,硬度與抗變形能力成正比。然而,硬度值相同但成分和組織不同的鋼種的塑性變形抗力可能有明顯的差異。  (2)高溫工作的紅硬度熱作模具要求保持其結構和性能的穩定性,以保持足夠高的硬度。這種特性稱為紅色硬度。  碳素工具鋼和低合金工具鋼一般能在180~250℃的溫度范圍內保持這一性能,而鉻鉬熱作模具鋼一般能在550~600℃的溫度范圍內保持這一性能  鋼的紅硬度主要取決于其化學成分和熱處理工藝。  (3)壓縮屈服強度和壓縮彎曲強度模具在使用過程中經常受到高強度壓力和彎曲,因此要求模具材料應具有一定的壓縮強度和彎曲強度。  在許多情況下,進行壓縮測試和彎曲測試的條件接近于模具的實際工作條件(例如,測量的模具鋼的壓縮屈服強度與沖頭在工作時顯示的抗變形性非常一致)  彎曲試驗的另一個優點是應變絕對值大,可以更靈敏地反映不同鋼種之間以及不同熱處理和顯微組織狀態下的變形抗力差異。
模具鋼  
  2。韌性在工作過程中,模具承受沖擊載荷。為了減少使用過程中出現的破損、斷邊等形式的損傷,要求模具鋼具有一定的韌性。  模具鋼的化學成分、晶粒度、純度、數量、形態、碳化物和夾雜物的大小和分布,以及模具鋼的熱處理制度和熱處理后獲得的金相組織都對鋼的韌性有很大影響。  特別是鋼的純凈度和熱加工變形對其橫向韌性的影響更為明顯。  鋼的韌性、強度和耐磨性經常相互矛盾。  因此,有必要合理選擇鋼的化學成分,采用合理的精煉、熱處理和熱處理工藝,使模具材料的耐磨性、強度和韌性滿足* * * * * *的要求  沖擊韌性是在一次沖擊過程中,試樣在整個斷裂過程中吸收的總能量。  然而,許多工具在不同的工作條件下會發生疲勞斷裂。因此,常規沖擊韌性不能完全反映模具鋼的斷裂性能。  測試技術,如低能量多重沖擊斷裂工作或多重斷裂壽命和疲勞壽命正在被采用。
  
  3。耐磨性決定模具的使用壽命重要的因素通常是模具材料的耐磨性  模具在操作過程中受到相當大的壓縮應力和摩擦,這要求模具在強摩擦下保持其尺寸精度。  模具磨損主要由機械磨損、氧化磨損和熔體磨損組成  為了提高模具鋼的耐磨性,不僅要保持模具鋼的高硬度,還要保證鋼中碳化物或其它硬化相的成分、形態和分布是合理的。  對于在重載和高速磨損條件下使用的模具,要求模具鋼表面能形成薄而致密的氧化膜,具有良好的附著力,保持潤滑,減少模具和工件之間的粘著、焊接等熔體磨損,減少模具表面氧化引起的氧化磨損。  因此,模具的工作條件對鋼的磨損有很大的影響。  耐磨性可通過模擬試驗方法進行測量,相對耐磨性指數可作為代表不同化學成分和組織狀態下耐磨性水平的參數  以顯示指定毛刺高度前的使用壽命,反映各鋼種的耐磨性水平;該試驗基于Cr12MoV鋼進行比較。
  
  4??篃崞跓嶙髂>咪摮嗽谑褂脳l件下的周期性負載變化之外,還經受高溫和周期性淬火以及快速加熱。因此,在評價熱作模具鋼的抗斷裂性能時,應注意材料的熱機械疲勞斷裂性能。  熱機械疲勞是一項綜合性能指標,包括熱疲勞性能、機械疲勞裂紋擴展速率和斷裂韌性  熱疲勞性能反映了熱疲勞裂紋開始前材料的工作壽命。具有高抗熱疲勞性的材料有更多的熱循環來引發熱疲勞裂紋。機械疲勞裂紋擴展速率反映了熱疲勞裂紋開始后,在鍛造壓力的作用下,材料內部膨脹的每個應力循環中的裂紋擴展量。斷裂韌性反映了材料對現有裂紋的不穩定性和擴展的抵抗力。  對于具有高斷裂韌性的材料,如果裂紋要經歷不穩定擴展,它必須在裂紋尖端具有足夠高的應力強度因子,也就是說,它必須具有大的裂紋長度。  在恒定應力的前提下,模具中已經存在疲勞裂紋。如果模具材料的斷裂韌性值很高,在不穩定擴展發生之前,裂紋必須擴展得更深。  換句話說,抗熱疲勞性決定了疲勞裂紋開始前的壽命部分。然而,裂紋擴展速率和斷裂韌性可以決定裂紋開始后經歷亞臨界增長的壽命部分。  因此,為了獲得熱加工模具的長使用壽命,模具材料應具有高抗熱疲勞性、低裂紋擴展速率和高斷裂韌性值。  熱疲勞抗力指數可以通過引發熱疲勞裂紋的熱循環次數來測量,或者通過特定熱循環之后出現的疲勞裂紋的數量和平均深度或長度來測量。
  
  5。咬合阻力咬合阻力實際上是“冷焊”發生時的阻力  這一特性對模具材料更為重要。  在試驗過程中,通常在干摩擦條件下,待試驗的工具鋼試樣和有咬合傾向的材料(如奧氏體鋼)進行恒速雙摩擦運動,載荷以一定速度逐漸增加。此時,扭矩相應增加。該載荷稱為“咬合臨界載荷”。臨界載荷越高,咬合阻力越大。
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