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開模師-分享模具材料如何選擇
發(fā)布時間：
2020-07-21
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模具選材是整個模具制作過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)。模具選材需要滿足三個原則，模具滿足耐磨性、強韌性等工作需求，模具滿足工藝要求，同時模具應滿足經(jīng)濟適用性。
(一)模具滿足工作條件要求
1、耐磨性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(chǎn)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(shù)量、形態(tài)、大小及分布有關(guān)。
2、強韌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(tài)。
3、疲勞斷裂性能模具工作過程中，在循環(huán)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。
4、高溫性能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(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(wěn)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程中處于反復加熱和冷卻的狀態(tài)，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。
6、耐蝕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。
(二)模具滿足工藝性能要求
模具的制造一般都要經(jīng)過鍛造、切削加工、熱處理等幾道工序。為保證模具的制造質(zhì)量，降低生產(chǎn)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。
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。
4、氧化、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(zhì)不敏感，產(chǎn)生麻點傾向小。
5、淬硬性淬火后具有均勻而高的表面硬度。
6、淬透性淬火后能獲得較深的淬硬層，采用緩和的淬火介質(zhì)就能淬硬。
7、淬火變形開裂傾向常規(guī)淬火體積變化小，形狀翹曲、畸變輕微，異常變形傾向低。常規(guī)淬火開裂敏感性低，對淬火溫度及工件形狀不敏感。
8、可磨削性砂輪相對損耗小，無燒傷極限磨削用量大，對砂輪質(zhì)量及冷卻條件不敏感，不易發(fā)生磨傷及磨削裂紋。
(三)模具滿足經(jīng)濟性要求
在給模具選材是，必須考慮經(jīng)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(chǎn)材料就不用進口材料。另外，在選材時還應考慮市場的生產(chǎn)和供應情況，所選鋼種應盡量少而集中，易購買。
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