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如何選擇既經(jīng)濟又符合生產(chǎn)條件的模具材料

2017-08-07 10:31:00

在當前環(huán)境下,競爭越來越激烈,客戶對模具的的要求越來越高,而所作的預算卻越來越少,那么如何選擇又經(jīng)濟又能滿足模具要求的材料顯得尤為重要,特別是對大型模具,一塊材料的成本相差太大了,那么該如何選擇合適的材料呢?




模具選材是整個模具制作過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)。模具選材需要滿足三個原則,模具滿足耐磨性、強韌性等工作需求,模具滿足工藝要求,同時模具應(yīng)滿足經(jīng)濟適用性。

 

一.模具滿足工作條件要求

 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,模具材料的硬度越高,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(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時,會使硬度和強度下降,導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(tài),使型腔表面受拉、壓力變應(yīng)力的作用,引起表面斷裂和剝落,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。冷熱交替是熱作模具失效的主要形式之一,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.模具滿足工藝性能要求

 

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

高溫加熱時抗氧化性能好,脫碳速度慢,對加熱介質(zhì)不敏感,產(chǎn)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(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.模具滿足經(jīng)濟性要求

 

在給模具選材是,必須考慮經(jīng)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(chǎn)材料就不用進口材料。

 

另外,在選材時還應(yīng)考慮市場的生產(chǎn)和供應(yīng)情況,隨時注意材料的價格走向,所選鋼種應(yīng)盡量少而集中,易購買。

 

總之選擇一塊合適的模具材料,一定要考慮到方方面面,不要顧此失彼,對各種模具材料的性能也要有一定的掌握,對所生產(chǎn)的產(chǎn)品對模具的要求要有一定的了解,理論一定要聯(lián)系實踐,努力提高自己的理論知識,同時向在模具行業(yè)有突出成就的前輩學習,專業(yè)人做專業(yè)事,才能用最低的成本做最好的模具!