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        模具材料的主要性能簡述

        文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2020-6-1     瀏覽次數:    
          模具材料的主要性能簡述
          各種模具的工作條件不同,對模具材料的性能要求也不同。為了使所選用的模具材料滿足模具的使用要求,應對模具材料的性能及其影響因素有比較全而又深入的了解。
          一、強度
          強度是表征材料變形抗力和斷裂抗力的性能指標。
          評價冷作模具材料塑性變形抗力的指標主要是常溫下的屈服點o,或屈服強度a2;反映冷作模具材料的斷裂抗力指標是室溫下的抗拉強度、抗壓強度和抗彎強度等。在考慮熱作模具的斷裂抗力時,還應包括斷裂韌度的因素。
          影響強度的因素較多。鋼的含碳量與合金元素含量,晶粒大小,金相組織,碳化物的類型、形狀、大小及分布,殘留奧氏體量,內應力狀態等都對強度有顯著影響。
          二、硬度與熱硬性
          硬度是衡量材料軟硬程度的性能指標。作為成形用的模具應具有足夠高的硬度,才能保障使用性能和使用壽命。如冷作模具一般硬度在52~60HRC范圍內,而熱作模具硬度一般在40~52HRC范圍內。
          硬度實際上是一種綜合的力學性能,因此,模具材料的各種性能要求,在圖樣上一般只通過標注硬度來表示。
          熱硬性是指模具在受熱或高溫條件下保持高硬度的能力。多數熱作模具和某些冷作模具應具有一定的熱硬性,才能滿足模具的工作要求。
          鋼的硬度和熱硬性主要取決于鋼的化學成分、熱處理工藝以及鋼的表面處理工藝。
          三、耐磨性
          零件成形時材料與模具型腔表面發生相對運動,使型腔表面產生了磨損,從而使模具的尺寸精度、形狀和表面粗糙度發生變化而失效。耐磨性指標可采用常溫下的磨損量或相對耐磨性表示。磨損是一種復雜的過程,在模具中常遇到的磨損形式有:磨料磨損、粘著磨損、氧化磨損和疲勞磨損等。
          影響磨損的因素很多,除模具工作過程的潤滑情況以外,還在很大程度上取決于模具材料的化學成分、組織狀態、力學性能等。如模具的表面硬度越高,耐磨性一般也越好;鋼的組織中,馬氏體的耐磨性較好,下貝氏體的耐磨性好。另外,鋼中碳化物的性質、數量和分布狀態對耐磨性也有顯著的影響。
          四、韌性
          韌性是材料在沖擊載荷作用下抵抗產生裂紋的一個特性,反映了模具的脆斷抗力,常用沖擊韌度ax來評定。冷作模具材料因多在高硬度狀態下使用,在此狀態下ax值很小,很難相互比較,因而常根據靜彎曲撓度的大小,比較其韌性的高低。工作時承受巨大沖擊載荷的模具,須把沖擊韌度作為一項重要的性能指標。如通常要求錘鍛模具用鋼的a、值不應低于30/cm2,而壓力機模具用鋼的沖擊韌度可低于錘鍛模用鋼。對于某些熱作模具材料和高強度冷作模具鋼,有時還需考慮其斷裂韌度。
          韌性不是單一的性能指標,而是強度和塑性的綜合表現。影響韌性的因素主要是鋼的成分、組織和冶金質量。碳含量愈低,雜質愈少,鋼的韌性愈高;細晶粒組織、板條狀馬氏體組織、下貝氏體組織和高溫回火組織都具有高的韌性。
          五、疲勞性能
          模具工作時承受著機械沖擊和熱沖擊的交變應力,熱作模具在工作過程中,熱交變應力會更明顯地導致模具熱裂。受應力和溫度梯度的影響,往往在型腔表面形成淺而細的裂紋,它的迅速傳播和擴展會導致模具失效。
          影響疲勞抗力的因素取決于鋼的化學成分及組織的不均勻性,如鋼中化學成分不均勻或存在非金屬夾雜物、氣孔、顯微裂紋等均可導致鋼的疲勞抗力降低,因為在交變應力的作用下,首先在這些薄弱地區產生疲勞裂紋并發展成為疲勞破壞。

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