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進口模具鋼材選擇的三大基本原則

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進口模具鋼材選擇的三大基本原則

發布日期:2017-12-15 作者:耀盈模具 點擊:

一、進口模具鋼材滿足工作條件要求

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生劇烈的摩擦,從而導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、數量、形態、大小及分布有關。

2、強韌性

模具的工作條件大多十分惡劣,有些常承受較大的沖擊負荷,從而導致脆性斷裂。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。

3、疲勞斷裂性能

模具工作過程中,在循環應力的長期作用下,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,會使硬度和強度下降,導致模具早期磨損或產生塑性變形而失效。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

有些模具在工作過程中處于反復加熱和冷卻的狀態,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,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。

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二、進口模具鋼材滿足工藝性能要求

模具的制造一般都要經過鍛造、切削加工、熱處理等幾道工序。為保證模具的制造質量,降低生產成本,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,對加熱介質不敏感,產生麻點傾向小。

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就能淬硬。

7、淬火變形開裂傾向

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,對砂輪質量及冷卻條件不敏感,不易發生磨傷及磨削裂紋。

三、進口模具鋼材滿足經濟性要求

在給模具選材是,必須考慮經濟性這一原則,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,能用國產材料就不用進口材料。另外,在選材時還應考慮市場的生產和供應情況,所選鋼種應盡量少而集中,易購買。

汽車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,而會嚴重影響生產。

隨著汽車工業的發展,人們對汽車的需求日益增長,其中影響生產的最大因素,是如何選用沖模材料。

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。一般說來,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。

3)對于沖壓件精度或模具壽命要求比較高的模具工作零件,常用硬質合金或鋼結硬質合金,如YG15、YG20、GW50等。

4)對于大型模具(如汽車覆蓋件沖模)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,一般選用優質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質碳素鋼中的中碳鋼就可以了。

大型拉深件、汽車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,再將油溫降至170℃左右等溫5~7小時,最后轉入空冷。

球墨鑄鐵經過合金化、熱處理和表面處理,完全能夠用作汽車覆蓋件拉伸模具,并介紹了球墨鑄鐵用作汽車覆蓋件模具的實際使用情況。

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