理论教育 模具材料工艺性能的要求

模具材料工艺性能的要求

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:模具材料的加工工艺性能是影响模具成本的一个重要因素,也是提高模具寿命的关键所在。根据模具制造工艺的不同,可提出不同的加工性能要求,这些性能受模具材料的化学成分、冶金质量、组织状态等因素的影响。对这类材料要求具有良好的铸造工艺性能。热处理工艺性能 热处理工艺性能的优劣对模具的寿命有较大影响,通常要求模具材料有足够的淬硬性和淬透性,而且畸变小,淬火温度范围宽,过热敏感性小,脱碳敏感性低等。

模具材料工艺性能的要求

模具材料的加工工艺性能是影响模具成本的一个重要因素,也是提高模具寿命的关键所在。通常要求以下几个方面。

(1)冷加工工艺性能 冷加工主要包括切削、磨削、抛光、冷挤压、冷拉等。模具制品有时要求很高的表面质量、低的表面粗糙度值和很好的抛光性能,这就要求模具钢纯净度高、组织均匀、等向性好,并采取一些措施改善钢的工艺性能,降低模具的制造费用。为了便于模具钢的切削及磨削加工,采用加入变性剂(如Si、Ca、稀土元素等)的精炼模具钢。对于要求低的表面粗糙度值的模具,可采用电渣重熔或真空电弧重熔等精炼模具钢。

(2)热加工工艺性能 热加工主要包括锻造、铸造、焊接等。热加工工艺性能包括热塑性和热加工温度范围等。根据模具制造工艺的不同,可提出不同的加工性能要求,这些性能受模具材料的化学成分、冶金质量、组织状态等因素的影响。在生产过程中必须严格控制热加工的工艺参数。

1)锻造性。锻造不仅减少了模具材料的机械加工余量,节约钢材,而且改善了模具材料内部组织缺陷,锻造质量的好坏直接影响模具的质量与寿命,故要求模具具有较好的锻造性能。

2)铸造工艺性。为了简化生产工艺,可采用铸造工艺加工出接近模具形状的铸造毛坯。目前已经生产出一些铸造模具钢。对这类材料要求具有良好的铸造工艺性能。

3)焊接性。有些模具要求在工作条件最苛刻部分堆焊或喷焊上特种耐磨损和耐腐蚀材料,有些模具希望在使用过程中采用堆焊或喷焊工艺进行修复后能够重新使用,以延长模具寿命。对这些模具就要求选用焊接性好的模具材料,以简化焊接工艺。(www.daowen.com)

(3)热处理工艺性能 热处理工艺性能的优劣对模具的寿命有较大影响,通常要求模具材料有足够的淬硬性和淬透性,而且畸变小,淬火温度范围宽,过热敏感性小,脱碳敏感性低等。

1)淬硬性和淬透性。淬硬性是指钢在淬火时的硬化能力,其主要取决于马氏体中的碳含量。淬透性是指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力,其主要取决于钢的化学成分及合金元素含量。模具钢对两种性能的要求根据不同模具的使用条件各有侧重。对于要求表面具有高硬度的冷作模具,如冲裁模和拉深模用钢,淬硬性要求较高;对于要求整个截面具有均匀一致性能的热作模具和塑料模具用钢,则淬透性显得更为重要。

2)淬火畸变和开裂倾向。淬火畸变和开裂是热处理控制主要方面。模具淬火开裂倾向与模具材料成分、原始组织状态、模具几何形状以及热处理工艺有很大的关系。

热处理畸变性通常要求模具淬火时尺寸变化小,各向具有相近似的变化,且组织稳定。淬火畸变除与淬火温度、时间和淬火冷却介质等因素有关外,其主要取决于钢的成分均匀性、冶金质量和组织稳定性。

3)氧化脱碳敏感性。模具表面发生氧化、脱碳情况,将会改变模具的形状及性能,并影响模具的硬度、耐磨性、疲劳性能,导致模具早期失效。钢的脱碳敏感性主要取决于钢的化学成分,特别是碳含量。

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