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模具鋼的選用

發(fā)布時(shí)間:2019-12-22 15:31:37

模具鋼在選用時(shí)大致要滿(mǎn)足工作條件要求、工藝性能要求和經(jīng)濟性要求等。

1.工作條件要求

(1)耐磨性坯料在模具型腔中塑性變形時(shí),沿型腔表面產(chǎn)生流動(dòng)和滑動(dòng),使模具型腔表面與坯料間產(chǎn)生劇烈的摩擦,從而導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(lèi)、數量、形態(tài)、大小及分布有關(guān)。

(2)強韌性一般情況下,模具的工作條件十分惡劣,有時(shí)會(huì )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(shí)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(tài)。

(3)疲勞斷裂性能模具工作過(guò)程中,在循環(huán)應力的長(cháng)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。

(4)高溫性能當模具的工作溫度較高時(shí),會(huì )導致鋼的硬度和強度下降,導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。

(5)耐冷熱疲勞性能有些模具在工作過(guò)程中處于反復加熱和冷卻的狀態(tài),使型腔表面受拉力、壓力、交變應力的作用,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,這類(lèi)模具應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(shí)塑料中存在氯、氟等元素,受熱后會(huì )分解析出HCl、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。

2.工藝性能要求

模具的制造過(guò)程一般要經(jīng)過(guò)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,而且還應具有較小的氧化、脫碳敏感性和淬火變形開(kāi)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(dòng)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。