热锻模具的工作条件和性能要求
1.工作条件
热锻模具的工作条件主要包括以下三个方面:
(1)加热空腔的表面金属。热锻模具虽然不同,型腔表面金属的热量也不同,但最低都是几百摄氏度。热挤压模具和压铸模具型腔的表面温度较高。
(2)热疲劳发生在型腔的表面金属中。热模的工作特点是,每次热金属成型时,用冷却介质冷却型腔表面是间歇的。因此,热加工模具的工作状态被反复加热和冷却,使得型腔的表面金属随着热反复膨胀和随着冷反复收缩,即,它反复受到拉伸和压缩应力。结果,空腔表面出现裂纹,这被称为热疲劳现象。
(3)加载动作。锤锻模承受强烈的冲击载荷和工作应力。热挤压模具和压铸模具在高压下使用。
2.使用性能
(1)硬度和红色硬度
(2)耐磨性
(3)强度和韧性
(4)热疲劳性能
热加工模具除了承受周期性载荷外,还承受高温和周期性的快速冷却和快速加热变化。交变热应力容易导致热加工模具材料疲劳失效,导致模具热裂。一般来说,影响钢材热疲劳性能的因素主要包括:
①钢的导热性
②钢的临界点
3.过程性能
(1)加工性能
热模材料的可加工性主要包括冷加工时的切削加工性和热加工时的锻造加工性。主要取决于钢的化学成分和热处理工艺。
(2)淬透性和硬化能力
根据不同的工作条件,强调了热锻模对这两种性能的要求。对于小模具来说,由于尺寸小,容易硬化,只需要高硬度,重点是高硬化能力。对于较大的模具,如果截面不硬化,回火后硬化件的屈服点和韧性会明显降低,影响模具的使用寿命,因此其淬透性更为重要。
(3)热处理变形能力
在热模具的热处理过程中,特别是在淬火过程中,会发生体积和形状的变化。为保证模具质量,要求模具钢热处理变形小,各方向变化相似,组织稳定。这主要取决于热处理工艺和钢的冶金质量。
(4)脱碳敏感性
热模在无保护气氛下加热,其表面会发生氧化脱碳,降低其硬度、耐磨性、使用性能和使用寿命。因此,要求模具钢对氧化和脱碳敏感。特殊热处理,如真空热处理和控制气氛热处理,可用于一些对氧化和脱碳非常敏感的热作模具钢。