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合格的模具钢应满足哪些条件?
来源:
|
作者:
东启特钢
|
发布时间:
2020-12-03
|
597
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合格的模具钢应满足哪些条件?
合格的
模具钢
应满足哪些条件?
随着社会经济的发展,模具钢行业也得到了很大的发展。然而,模具钢有很多种,每一种都有不同的性能和作用。现在也有很多不合格的模具钢。这些大家一定都知道,不能乱用。接下来我来告诉大家,合格的模具钢有哪些要求。
一、模具满足工况要求
1.耐磨性
当毛坯在模具型腔内发生塑性变性时,沿型腔表面流动滑动,造成型腔表面与毛坯之间产生剧烈摩擦,导致模具因磨损而失效。因此,材料的耐磨性是模具最基本和最重要的性能之一。
硬度是影响耐磨性的主要因素。一般来说,模具零件的硬度越高,磨损量越小,耐磨性越好。此外,耐磨性还与材料中碳化物的类型、数量、形状、大小和分布有关。
2.强度和韧性
模具的工作条件大多非常恶劣,有的经常承受较大的冲击载荷,导致脆性断裂。为了防止模具零件在工作时突然断裂,模具应具有较高的强度和韧性。
模具的韧性主要取决于材料的碳含量、晶粒尺寸和微观结构。
3.疲劳断裂性能
在模具工作过程中,在长期循环应力的作用下,经常会发生疲劳断裂。其形式包括小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂、接触疲劳断裂和弯曲疲劳断裂。
模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度和材料中夹杂物的含量。
4.高温性能
当模具的工作温度高于AG时,硬度和强度会降低,导致模具早期磨损或塑性变形而失效。因为模具材料要有很高的回火稳定性,这样才能保证模具在工作温度下有很高的硬度和强度。
5.耐冷热疲劳
一些模具在工作过程中反复加热和冷却,使型腔表面受到张力和压力的应力,导致表面开裂和剥落,增加摩擦,阻碍塑性变形,降低尺寸精度,导致模具失效。冷热疲劳是热作模具的主要失效形式之一,应具有较高的冷热疲劳抗力。
6.耐蚀性
一些模具,如塑料模具,在工作过程中,塑料中存在氯、氟等元素,加热后分解分离出氯化氢、氟化氢等腐蚀性气体,腐蚀模具型腔表面,增加其表面粗糙度,加剧磨损失效。
二、模具满足工艺性能要求
模具制造通常要经过锻造、切割、热处理等工序。为了保证制造质量,降低生产成本,材料应具有良好的可锻性、可加工性、硬化能力、淬透性和可磨性;还应具有较小的氧化脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。
1.可锻性
它具有较低的热锻变形抗力、良好的塑性、较宽的锻造温度范围、较低的锻造裂纹和冷裂纹倾向以及网状碳化物的析出。
2.退火可制造性
球化退火温度范围宽,退火硬度低,波动范围小,球化率高。
3.切削性
切削参数大,刀具损耗低,表面粗糙度低。
4.对氧化和脱碳的敏感性
高温加热时,抗氧化性能好,脱碳速度慢,对加热介质不敏感,不易产生麻点。
5.硬化能力
淬火后,表面硬度均匀、高。
6.淬透性
淬火后,可获得深度硬化层,可使用温和淬火介质进行硬化。
7.淬火变形和开裂倾向
常规淬火体积变化小,形状翘曲变形轻微,异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低,对淬火温度和工件形状不敏感。
8.可磨性
该砂轮相对损耗小,磨削量大,无烧伤极限,对砂轮质量和冷却条件不敏感,不易出现磨削损伤和磨削裂纹。
三、模具符合经济要求
在选择模具材料时,必须考虑经济性原则,尽可能降低制造成本。所以在满足服务性能的前提下,首选价格较低的。如果可以用碳钢,不需要合金钢。如果可以用国产材料,就不需要进口材料。此外,选材时还应考虑市场的生产和供应,选择的钢种应尽可能少且集中,便于采购。
汽车冲压模具材料的选择
由于模具中各部分的功能不同,对材料的要求和选择原则也不同。因此,模具材料的合理选择也是模具设计中一项非常重要的工作,它不仅关系到零件的成本,而且严重影响生产。
随着汽车工业的发展,人们对汽车的需求日益增加,影响生产的最大因素是如何选择冲压模具材料。
尽管如此,模具工作部件所用的材料应该比其他部件所用的材料要好。一般来说,根据模具的使用条件和要求,主要有以下四种类型:
1.适用于形状简单的模具工作零件和小型冲压件。常用的碳素工具钢,如T8A、T10A等。
2.适用于形状复杂的模具零件和大型冲压件。常用的是合金工具钢或高速工具钢,如Cr12、CrWMn、Cr12MoV、W18Cr4V、W6MoSCr4V2等。
3.对冲压件精度或模具寿命要求高的模具工作零件。常用的硬质合金或钢结硬质合金,如YG15、YG20、GW50等。
4.用于大型模具(如汽车覆盖件冲压模具)的工作部件。常用的有普通铸铁或铸造碳钢,也有在刃口堆焊强化的,如灰铸铁HT250、铸钢2G270-500。
在模具零件的选材中,除了最重要的工作零件的选择外,最突出的是导柱和导套零件,一般都是在优质碳钢或轴承钢中用低碳钢渗碳淬火。
必须指出,模具工作部件的材料选择是最重要、最严格的,对其热处理行业的要求必须合理。
除上述零件外,其他模具零件可用优质碳钢中的碳素结构钢或中碳钢制成。
大型拉深件和汽车覆盖件的拉深模具材料
可选择合金铸铁或高强度球墨铸铁。球墨铸铁可以浸入润滑油中,结构中的石墨具有自润滑作用,可以有效降低拉深时的摩擦,成本低,易于加工。
高强度球墨铸铁可以通过双介质缓冷马氏体等温淬火获得硬度为55~58HRC的高强度和高韧性。先慢慢预热模具,然后加热到880~900℃。保温后,用空气预冷,然后用盐水淬至550℃左右,再转为油冷。当模具温度降至250℃左右时,放入180~200℃的热油中保温2~3小时,然后将油温降至170℃左右,恒温5~7小时。最后变成风冷。
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