模具材料的选择是整个模具制作过程中非常重要的一个环节。
模具材料的选择应满足三个原则:模具应满足耐磨、韧性等工作要求,模具应满足工艺要求,模具应满足经济适用性。
(1)制服符合工作条件要求
1、耐磨性
当坯料在模具型腔中发生塑性变形时,它既在型腔表面流动又在其上滑动,使型腔表面与坯料之间产生强烈的摩擦,导致模具因磨损而失效。因此,材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。
硬度是影响耐磨性的主要因素。一般模具零件的硬度越高,磨损越低,耐磨性越高。此外,耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形状、大小和分布有关。
2、实力雄厚
大多数模具的操作条件很差,有的经常承受较大的冲击载荷,导致脆性断裂。为防止模具零件在运行过程中突然脆性断裂,模具必须具有较高的强度和冲击强度。模具的强度主要取决于碳含量、晶粒度和材料的组织状态。
3、疲劳失效指标
在模具运行过程中,在循环应力的长时间作用下,经常会发生疲劳破坏。其形式包括低能多次冲击疲劳破坏、拉伸疲劳破坏、接触疲劳破坏和弯曲疲劳破坏。模具的疲劳破坏特性主要取决于其强度、韧性、硬度和材料中的夹杂物含量。
4、在高温下工作
当模具的工作温度较高时,硬度和强度下降,导致模具过早磨损或塑性变形而失效。因此,模具材料必须具有较高的抗回火性,以确保在工作温度下具有较高的硬度和模具强度。
5、抵抗冷热疲劳
有的模具在运行过程中处于反复加热和冷却的状态,使型腔表面受到拉力、压力和应力,造成表面开裂和剥落,摩擦增大,塑性变形困难,尺寸精度降低。 ,导致模具失效。冷热疲劳是热加工模具失效的主要形式之一,这些模具必须具有较高的抗冷热疲劳性能。
6、耐腐蚀
与某些模具如塑料模具一起工作时,由于塑料中存在氯、氟等元素,受热后会分解出HCI、HF等强腐蚀性气体,腐蚀模具型腔表面,增加其表面粗糙度、并加剧磨损、停止使用。
(2)形状符合工艺性能要求
模具生产通常要经过锻造、切削、热处理等几个工序。为保证模具制造质量和降低生产成本,材料必须具有良好的延展性、切削加工性、淬透性、淬透性和可磨性,以及对氧化、脱碳和硬化的敏感性低,并有变形和开裂的倾向。
1、延展性
热锻时抗变形能力低,延展性好,锻造温度范围宽,锻造和冷裂和网状碳化物析出倾向低。
2、退火技术
球化退火温度范围宽,退火硬度低,波动范围小,球化速度快。
3、可加工性
切削量大,刀具损耗低,表面粗糙度低。
4、对氧化和脱碳的敏感性
高温加热时具有良好的抗氧化性,脱碳慢,对加热介质不敏感,点蚀倾向小。
5、淬透性
淬火后具有均匀、高的表面硬度。
6、淬透性
淬火后可得到较深的硬化层,可用温和的淬火介质淬火。
7、淬火时有应变开裂倾向