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  • 模具钢选择的三大基本原则!缺一不可 !

    点击量:429 发布时间:2017-03-25 作者 :恒行娱乐(上海)增材制造技术有限公司
    (一)模具满足工作条件要求
       1、耐磨性
       坯料在模具型腔中塑性变性时,沿型腔表面既流动又滑动 ,使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。所以材料的耐磨性是模具最基本 、最重要的性能之一。
       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
       模具的工作条件大多十分恶劣,有些常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进 ,会使硬度和强度下降,导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效 。因模具材料应具有较高的抗回火稳定性,以保证模具在工作温度下,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、压力变应力的作用 ,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,帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能 。
       6、耐蚀性
       有些模具如塑料模在工作时,由于塑料中存在氯、氟等元素,受热后分解析出hci、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。
     
    (二)模具满足工艺性能要求
       模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量,降低生产成本 ,其材料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;还应具有小的氧化、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
       高温加热时抗氧化怀能好 ,脱碳速度慢 ,对加热介质不敏感,产生麻点倾向小。模具达人微信:mujudaren
       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,采用缓和的淬火介质就能淬硬 。
       7、淬火变形开裂倾向
       常规淬火体积变化小 ,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 。
    (三)模具满足经济性要求
       在给模具选材是,必须考虑经济性这一原则,尽可能地降低制造成本 。因此,在满足使用性能的前提下,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 。另外 ,在选材时还应考虑市场的生产和供应情况,所选钢种应尽量少而集中,易购买。
    汽车冲压模具材料的选用
      由于模具中各种零部件的功能不同,所以对其材料的要求和选用的原则也不同。因此 ,合理选用模具材料也是冲模设计中一项十分重要的工作,它不仅与制件的成本有关,而会严重影响生产。
      随着汽车工业的发展,人们对汽车的需求日益增长,其中影响生产的最大因素,是如何选用冲模材料。模具达人微信:mujudaren
      虽然,模具的工作零件所用材料应比其他零件所用材料要好。一般说来,视其模具的使用条件以及要求不同而异,主要有如下四种:
      1.对于形状简单 、冲压件尺寸不大的模具工作零件 。常用碳素工具钢,如T8A、T10A等。2.对于形状复杂 ,冲压件尺寸较大的模具工作零件 ,常常用合金工具钢或高速工具钢  ,如Cr12 、CrWMn、Cr12MoV、W18Cr4V、W6MoSCr4V2等。
      2.对于冲压件精度或模具寿命要求比较高的模具工作零件 ,常用硬质合金或钢结硬质合金 ,如YG15、YG20 、GW50等。
      3.对于大型模具(如汽车覆盖件冲模)的工作零件,常用普通铸铁或者铸造碳钢 ,且有的还在刃口部位加以堆焊强化,如灰铸铁HT250 、铸钢2G270-500等。
      模具零件材料选用中,除了工作零件选用最为重要外,较为突出的是导柱、导套零件,一般选用优质碳素钢中的低碳钢渗碳淬火或选用轴承钢 。
      必须指出,模具工作零件的材料选用是最为重要和严格的,还包括对其热处理工业的要求必须合理。
      除上述零件之外的其他模具零件 ,选择用碳素结构钢或优质碳素钢中的中碳钢就可以了。
      大型拉深件、汽车覆盖件的拉深模具材料
      可以选用合金铸铁或高强度球墨铸铁。球墨铸铁能够浸入润滑油 ,组织中的石墨具有自润滑作用,能有效地减轻拉深中的摩擦 ,而且成本较低、容易加工  。
      高强度球墨铸铁可以采用双介质延迟冷却马氏体等温淬火 ,以获得较高的强度和韧性 ,硬度为55~58HRC。先将模具缓慢预热后再加热至880~900℃ ,保温后先空气预冷,然后盐水淬冷至550℃左右即转入油冷,当模温降至250℃左右 ,放入180~200℃的热油中等温保持2~3小时,再将油温降至170℃左右等温5~7小时,最后转入空冷。
      球墨铸铁经过合金化、热处理和表面处理,完全能够用作汽车覆盖件拉伸模具,并介绍了球墨铸铁用作汽车覆盖件模具的实际使用情况。
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