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模具鋼百科
模具鋼材的選材合理性及應用實用性介紹
來源: | 作者:13963813331 | 發布時間: 2019-11-17 | 455 次瀏覽 | 分享到:
模具鋼材的選材合理性及應用實用性介紹:
  
 ?、迥>咪摬牡倪x材合理性
  
  模具鋼材的選材主要是從工作條件要求、工藝性能要求及經濟實用性要求這三個方面考慮。
  
  模具鋼材的選材合理性及應用實用性介紹:
  
 ?、迥>咪摬牡倪x材合理性
  
  模具鋼材的選材主要是從工作條件要求、工藝性能要求及經濟實用性要求這三個方面考慮。
 模具鋼 
 ?、睗M足工作條件要求
  
 ?、拍湍バ?/span>
  
  坯料在模具型腔中塑性變性時,沿型腔表面既流動又滑動,使型腔表面與坯料間產生劇烈的摩擦,從而導致模具因磨損而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。
  
  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、數量、形態、大小及分布有關。
  
 ?、茝婍g性
  
  模具的工作條件大多十分惡劣,有些常承受較大的沖擊負荷,從而導致脆性斷裂。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。
  
 ?、瞧跀嗔研阅?/span>
  
  模具工作過程中,在循環應力的長期作用下,往往導致疲勞斷裂。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度、韌性、硬度、以及材料中夾雜物的含量。
  
 ?、雀邷匦阅?/span>
  
  當模具的工作溫度較高進,會使硬度和強度下降,導致模具早期磨損或產生塑性變形而失效。因此,模具材料應具有較高的抗回火穩定性,以保證模具在工作溫度下,具有較高的硬度和強度。
  
 ?、赡屠錈崞谛阅?/span>
  
  有些模具在工作過程中處于反復加熱和冷卻的狀態,使型腔表面受拉、壓力變應力的作用,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,從而導致模具失效。冷熱疲勞是熱作模具失效的主要形式之一,幫這類模具應具有較高的耐冷熱疲勞性能。
  
 ?、誓臀g性
  
  有些模具如塑料模在工作時,由于塑料中存在氯、氟等元素,受熱后分解析出HCI、HF等強侵蝕性氣體,侵蝕模具型腔表面,加大其表面粗糙度,加劇磨損失效。
  
 ?、矟M足工藝性能要求
  
  模具的制造一般都要經過鍛造、切削加工、熱處理等幾道工序。為保證模具的制造質量,降低生產成本,其材料應具有良好的可鍛性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性;還應具有小的氧化、脫碳敏感性和淬火變形開裂傾向。
  
 ?、趴慑懶?/span>
  
  具有較低的熱鍛變形抗力,塑性好,鍛造溫度范圍寬,鍛裂冷裂及析出網狀碳化物傾向低。
  
 ?、仆嘶鸸に囆?/span>
  
  球化退火溫度范圍寬,退火硬度低且波動范圍小,球化率高。
  
 ?、乔邢骷庸ば?/span>
  
  切削用量大,刀具損耗低,加工表面粗糙度低。
  
 ?、妊趸?、脫碳敏感性
  
  高溫加熱時抗氧化懷能好,脫碳速度慢,對加熱介質不敏感,產生麻點傾向小。
  
 ?、纱阌残?/span>
  
  淬火后具有均勻而高的表面硬度。
  
 ?、蚀阃感?/span>
  
  淬火后能獲得較深的淬硬層,采用緩和的淬火介質就能淬硬。
  
 ?、舜慊鹱冃伍_裂傾向
  
  常規淬火體積變化小,形狀翹曲、畸變輕微,異常變形傾向低。常規淬火開裂敏感性低,對淬火溫度及工件形狀不敏感。
  
 ?、炭赡ハ餍?/span>
  
  砂輪相對損耗小,無燒傷極限磨削用量大,對砂輪質量及冷卻條件不敏感,不易發生磨傷及磨削裂紋。
  
 ?、碀M足經濟性要求
  
  在給模具選材時,必須考慮經濟性這一原則,盡可能地降低制造成本。因此,在滿足使用性能的前提下,首先選用價格較低的,能用碳鋼就不用合金鋼,能用國產材料就不用進口材料。
  
  另外,在選材時還應考慮市場的生產和供應情況,所選鋼種應盡量少而集中,易購買。
  
 ?、?模具鋼材的應用實用性:
  
  目前我國模具選材用鋼較為廣泛,除了工具鋼(碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼)外,還有軸承鋼、彈簧鋼、調質鋼、滲碳鋼、不銹鋼等,鋼種達數十種之多,但常用的只有二十余種,而用量最多的只有八種:Cr12、Cr12MoV、CrWMn、3Cr2W8V、5CrMnMo、SCrNIMo、45、40Cr。據估計,這八個鋼號年用量占我國模具鋼年總用量的80%。
  
  近年,國內研制了近二百種新型模具鋼種,如超硬高速鋼W10Mo4Cr4V3A1、W6Mo5Cr4VsiA1Nb等;強韌耐磨鋼7Cr7Mo2V2Si、Cr8MoV2Ti等;高速鋼基體鋼65W3Mo2Cr4VNb、5OMo3Cr4SiMnAl等;中碳超高強度鋼4Cr5Mo2MnVSi、4Cr3MoMnVNbB等;時效鋼25Cr3NiMoAl、10Ni3MnCuAl等;火焰淬火鋼7CrSiMnMoV、7Cr2SiMnMoVTiRe等;易切削模具鋼8Cr2MnWMoVS、5CrNiMnMoVSCa等。新鋼種滿足了模具較高力學性能、特殊工藝性能和特殊使用性能的需求,解決了模具設計、加工、使用中的一些難題,大幅度提高了模具使用壽命,帶來十分顯著的經濟效益和社會效益,對工業發展和少、無切削工藝廣泛應用起了極大促進作用。也引進了國際通用的幾種美國鋼號,如D2(Cr12MolV1)、H13(4Cr5MoV1Si)、P20(3Cr2Mo)等。但因多種不利因素的影響,新型模具鋼的應用量仍然較少,年用量僅相當于模具鋼年總用量的1/40~l/50。當然其用量仍呈逐年上升態勢。
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