模具鋼選擇的三大基本原則!缺一不可!
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1、耐磨性
一般的坯料在模具型腔中發(fā)(fā)生塑性變性時(shí)(shí),沿型腔表面流動(dòng)(dòng)而且滑動(dòng)(dòng),使型腔表面與坯料間產(chǎn)(chǎn)生劇烈的摩擦,從而會(huì )(huì )導致模具因受磨損程度過(guò)(guò)高而失效。所以材料的耐磨性是模具所應該具備最基本、最重要的性能之一。
眾所周知,硬度的強弱是影響耐磨性的主要因素。一般情況下,生產(chǎn)(chǎn)出的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)(lèi)、數量、形態(tài)(tài)、大小的分布以及比例情況有關(guān)(guān)。
2、強韌性
模具生產(chǎn)(chǎn)出來(lái)(lái)后,其使用的場(chǎng)(chǎng)所、工作條件大多十分惡劣,甚至有一些模具常承受較大的沖擊負荷,從而導致脆性斷裂。因此,為防止模具零件在工作時(shí)(shí)突然脆斷,模具要具有較高的強度和韌性,這是考驗一個(gè)(gè)模具優(yōu)(yōu)劣的又一個(gè)(gè)考量標準。
模具的韌性主要取決于材料的含碳量、晶粒度及其組織狀態(tài)(tài)。
3、疲勞斷裂性能
模具在實(shí)(shí)際應用和實(shí)(shí)際工作過(guò)(guò)程中,在循環(huán)(huán)應力的長(cháng)(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進(jìn)(jìn),會(huì )(huì )使硬度和強度下降,導致模具早期磨損或產(chǎn)(chǎn)生塑性變形而失效。因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)(guò)程中處于反復加熱和冷卻的狀態(tài)(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(lèi)(lèi)模具應具有較高的耐冷熱疲勞性能。
6、耐蝕性
有些模具如塑料模在工作時(shí)(shí),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。
(一)優(yōu)(yōu)質(zhì)(zhì)模具所具備的基本性能要求
(二)模具滿(mǎn)(mǎn)足工藝性能要求
模具的制造一般都要經(jīng)(jīng)過(guò)(guò)鍛造、切削加工、熱處理等幾道工序。為保證模具的制造質(zhì)(zhì)量,降低生產(chǎn)(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(kāi)(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)(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)(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。
4、氧化、脫碳敏感性
高溫加熱時(shí)(shí)抗氧化懷能好,脫碳速度慢,對加熱介質(zhì)(zhì)不敏感,產(chǎn)(chǎn)生麻點(diǎn)(diǎn)傾向小。模具達人微信:mujudaren
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)(zhì)就能淬硬。
7、淬火變形開(kāi)(kāi)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(kāi)(kāi)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(wú)(wú)燒傷極限磨削用量大,對砂輪質(zhì)(zhì)量及冷卻條件不敏感,不易發(fā)(fā)生磨傷及磨削裂紋。
(三)模具滿(mǎn)(mǎn)足經(jīng)(jīng)濟性要求
在給模具選材時(shí)(shí),必須考慮經(jīng)(jīng)濟性這一原則,盡可能地降低制造成本。因此,在滿(mǎn)(mǎn)足使用性能的前提下,首先選用價(jià)(jià)格較低的,能用碳鋼就不用合金鋼,能用國產(chǎn)(chǎn)材料就不用進(jìn)(jìn)口材料。另外,在選材時(shí)(shí)還應考慮市場(chǎng)(chǎng)的生產(chǎn)(chǎn)和供應情況,所選鋼種應盡量少而集中,易購買(mǎi)(mǎi)。
汽車(chē)(chē)沖壓模具材料的選用
由于模具中各種零部件的功能不同,所以對其材料的要求和選用的原則也不同。因此,合理選用模具材料也是沖模設計中一項十分重要的工作,它不僅與制件的成本有關(guān)(guān),而會(huì )(huì )嚴重影響生產(chǎn)(chǎn)。
隨著(zhù)(zhù)汽車(chē)(chē)工業(yè)(yè)的發(fā)(fā)展,人們對汽車(chē)(chē)的需求日益增長(cháng)(cháng),其中影響生產(chǎn)(chǎn)的最大因素,是如何選用沖模材料。模具達人微信:mujudaren
雖然,模具的工作零件所用材料應比其他零件所用材料要好。一般說(shuō)(shuō)來(lái)(lái),視其模具的使用條件以及要求不同而異,主要有如下四種:
1.對于形狀簡(jiǎn)(jiǎn)單、沖壓件尺寸不大的模具工作零件。常用碳素工具鋼,如T8A、T10A等。2.對于形狀復雜,沖壓件尺寸較大的模具工作零件,常常用合金工具鋼或高速工具鋼,如Cr12、CrWMn、Cr12MoV、W18Cr4V、W6MoSCr4V2等。
2.對于沖壓件精度或模具壽命要求比較高的模具工作零件,常用硬質(zhì)(zhì)合金或鋼結硬質(zhì)(zhì)合金,如YG15、YG20、GW50等。
3.對于大型模具(如汽車(chē)(chē)覆蓋件沖模)的工作零件,常用普通鑄鐵或者鑄造碳鋼,且有的還在刃口部位加以堆焊強化,如灰鑄鐵HT250、鑄鋼2G270-500等。
模具零件材料選用中,除了工作零件選用最為重要外,較為突出的是導柱、導套零件,一般選用優(yōu)(yōu)質(zhì)(zhì)碳素鋼中的低碳鋼滲碳淬火或選用軸承鋼。
必須指出,模具工作零件的材料選用是最為重要和嚴格的,還包括對其熱處理工業(yè)(yè)的要求必須合理。
除上述零件之外的其他模具零件,選擇用碳素結構鋼或優(yōu)(yōu)質(zhì)(zhì)碳素鋼中的中碳鋼就可以了。
大型拉深件、汽車(chē)(chē)覆蓋件的拉深模具材料
可以選用合金鑄鐵或高強度球墨鑄鐵。球墨鑄鐵能夠浸入潤滑油,組織中的石墨具有自潤滑作用,能有效地減輕拉深中的摩擦,而且成本較低、容易加工。
高強度球墨鑄鐵可以采用雙介質(zhì)(zhì)延遲冷卻馬氏體等溫淬火,以獲得較高的強度和韌性,硬度為55~58HRC。先將模具緩慢預熱后再加熱至880~900℃,保溫后先空氣預冷,然后鹽水淬冷至550℃左右即轉入油冷,當模溫降至250℃左右,放入180~200℃的熱油中等溫保持2~3小時(shí)(shí),再將油溫降至170℃左右等溫5~7小時(shí)(shí),最后轉入空冷。
球墨鑄鐵經(jīng)(jīng)過(guò)(guò)合金化、熱處理和表面處理,完全能夠用作汽車(chē)(chē)覆蓋件拉伸模具,并介紹了球墨鑄鐵用作汽車(chē)(chē)覆蓋件模具的實(shí)(shí)際使用情況。