(一)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(dǎo)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(qiáng)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(fù)荷,從而導(dǎo)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(qiáng)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(yīng)力的長期作用下,往往導(dǎo)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(qiáng)度、韌性、硬度、以及材料中夾雜物的含量。 4.高溫性能 當(dāng)模具的工作溫度較高進(jìn),會使硬度和強(qiáng)度下降,導(dǎo)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(yīng)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(qiáng)度。 5.耐冷熱疲勞性能 有些模具在工作過程中處于反復(fù)加熱和冷卻的狀態(tài),使型腔表面受拉、壓力變應(yīng)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(dǎo)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(yīng)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(qiáng)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)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(yīng)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(yīng)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(diǎn)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)滿足經(jīng)濟(jì)性要求 在給模具選材是,必須考慮經(jīng)濟(jì)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(jìn)口材料。 另外,在選材時還應(yīng)考慮市場的生產(chǎn)和供應(yīng)情況,所選鋼種應(yīng)盡量少而集中,易購買。
2009年3月19日 |