模具鋼材的加工性能主要包括被切削加工性和冷熱塑性變形兩種，它取決于鋼的化學成分、熱處理后的組織和冶金生產(chǎn)的內(nèi)部質量，近些年來，為了改善鋼的可加工性，在一些鋼中加入易切削元素或改變鋼中的夾雜物的分布狀態(tài)，從而提高模具鋼材的表面質量和減少模具的磨損。在熱加工時，對一些高碳高合金的模具鋼材，特別是改善碳化物的形態(tài)和分布、晶粒大小和奧氏體合金化程度十分重要，在模具的制造過程中，模具的使用壽命和制成的精度、質量、表面性能，除與模具的設計、制造精度以及機床和操作等條件外，模具鋼材及熱處理工藝也有密切的關系。據(jù)有關的統(tǒng)計表明，模具的早期失效因模具鋼材選擇不當和內(nèi)部缺陷引起的約占10%左右，由熱處理不當引起的約占50%左右，因此正確選擇具有優(yōu)良質量的模具鋼材并進行正確的熱處理，具有十分重要意義。模具鋼的特性主要包括使用性能、工藝性能等六個方面。
模具鋼材的硬度要求
模具在工作時受力狀態(tài)是復雜的，如熱作模具通常在交換的溫度場下承受交變應力作用，因此它應具有良好的抗軟化或塑性變形狀態(tài)的能力，在長期工作環(huán)境下仍能保持模具的形狀和尺寸精度。硬度是模具鋼的生要性能之一。對冷作模具的硬度一般選擇在56HRC-62HRC以上，而熱作模具尤其是要求高的抗熱疲勞性能的模具，通常硬度在45HRC-52HRC左右。對普通使用的塑料模具，一般硬度要求在28HRC-32HRC左右。
②模具鋼的強度與韌性要求要求
零件在成形使模具承受著巨大的的沖擊、扭曲等負荷，尤其是現(xiàn)代高速沖壓、高速精密鍛造和液態(tài)成形等技術以及一次成形技術的發(fā)展，模具承受著更大的負荷，往往由于鋼材的強度和韌度不夠，造成型腔邊緣或局部塌陷、崩刃或斷裂而早期失效，因此模具熱處理后應具有較高的硬度和韌度。
③模具鋼的耐磨性要求
模具零件成形時模具鋼材與模具型腔表面發(fā)生相對運動，使型腔表面產(chǎn)生了磨損，從而使模具的尺寸精度、形狀和表面的粗糙度發(fā)生變化而失效。磨損是一種復雜的過程，影響因素很多，除取決于作用于模具的外界條件外，還在很大程度上取決于采用鋼材的化學成分不均勻性、組織狀態(tài)、力學性能等。
④模具鋼材的疲勞性能要求
模具工作時承受著機械沖擊和熱沖擊的交變應力，熱作模具在工作的過程中，熱交變應力更明顯地導致模具熱裂。受應力和溫度梯度的影響而引起裂紋，往往是在型腔表面形成淺而細的裂紋迅速傳播和擴展導致模具失效。另外，鋼的化學成分及組織的不均勻，鋼中存在的冶金缺陷如非金屬夾雜物，氣孔、顯微裂紋等均可導致鋼的疲勞強度降低，因為在交變應力的作用下，首先在這些薄弱地區(qū)產(chǎn)生疲勞裂紋并發(fā)展為疲勞破壞。
⑤模具鋼材的粘著性要求
模具零件的表面由于兩金屬原子相互摭用或單相擴散的作用，往往會有一些被加工金屬粘附著，尤其是一些切削、剪切工具和沖壓工具的表面會產(chǎn)生粘附或結疤現(xiàn)象，這會影響刃口的鋒利程度和局部組織、化學成分的改變，使刃口部分崩裂或粘附金屬的脫落劃傷模具，使工件表面粗糙。因此良好的抗粘著性也是很重要的。
⑥模具鋼材的拋光和蝕刻性能要求
特別是塑料模具的廣泛使用，低的表面粗糙度值(有時甚至是鏡面的程度)已經(jīng)十分性必要，低的表面粗糙度值影響到模具的壽命和生產(chǎn)效率及制品的質量。高的表面質量可以減輕腐蝕(特別是局部點狀腐蝕)；減小開裂的危險，拋光鋼材的化學成分、組織結構、硬度及碳化物分布必須均勻。大碳化物尤其是他們偏析并成帶狀時，對表面拋光性極為有害。特別重要的是，鋼中不能含有沒有發(fā)生變形的大的氧化物夾雜或偏析，因而必須嚴格控制冶煉和脫氧工藝。真空電弧重熔、電渣重熔效果良好，這種工藝目前已成為高級塑料模具鋼的主要生產(chǎn)方式。即使是簡單的真空脫氣也有助于消除大的氧化物夾雜，這些冶煉工藝不僅能降低氧化物的含量，而且能使氧化物更細小、均勻，同時控制冶煉和脫氧過程，還可以改變夾雜物類型，使之軟化并具有較好的塑韌性而提高拋光性能鋼材中任何未閉合的空洞都會影響其拋光性能，因而熱加工中壓合疏松等冶金缺陷并保持組織的致密是十分必要的，這可以通過現(xiàn)代化的成形加工技術來實現(xiàn)。例如反復鐓拔技術、旋轉鍛造技術、高溫等靜壓制等可細化原始鑄態(tài)組織，樹枝晶內(nèi)空隙。電渣重熔、真空電弧重熔精煉工藝，對鋼材均勻性也十分有利。由熱處理或表面硬化而引起的缺陷，應盡量避免導致硬度不均勻的脫碳。這些措施加上合理的成分設計及控制，就能生產(chǎn)出鏡面加工性優(yōu)異的模具鋼材，此外，還應根據(jù)模具的工作條件和環(huán)境的差異，考慮所用模具鋼材應具有良好的熱導性、抗腐蝕性、抗氧化性和導磁性等。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
