模具應(yīng)如何選擇模具材料

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(qiáng)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(jì)適用性。

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(dǎo)致模具因磨損而失效。因此材料的耐磨性是模具基本重要的性能之一。

硬度是影響耐磨性的主要因素。一般情況下，模具零件的硬度越高，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(qiáng)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(fù)荷，從而導(dǎo)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(qiáng)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，往往會導(dǎo)致疲勞斷裂。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(qiáng)度、韌性、硬度、以及材料中夾雜物的含量。

4、高溫性能

當(dāng)模具的工作溫度較高進(jìn)，會使硬度和強(qiáng)度下降，導(dǎo)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(qiáng)度。

5、耐冷熱疲勞性能

有些模具在工作過程中處于反復(fù)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，引起表面龜裂和剝落，增大摩擦力，阻礙塑性變形，降低了尺寸精度，從而導(dǎo)致模具失效。冷熱疲勞是熱作模具失效的主要形式之一，故而這類模具應(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(qiáng)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。

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

高溫加熱時脫碳速度慢，對加熱介質(zhì)不敏感，產(chǎn)生麻點(diǎn)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，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。

模具滿足經(jīng)濟(jì)性要求:

在給模具選材時，必須要考慮經(jīng)濟(jì)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(jià)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(jìn)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，所選鋼種應(yīng)盡量少而集中，易購買。

      正宏模具鋼材有限公司生產(chǎn)的無縫鋼管分為熱軋和冷軋(撥)無縫鋼管兩類。

      熱軋鋼管分一般鋼管，低、中壓鍋爐鋼管，高壓鍋爐鋼管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、地質(zhì)鋼管和其它鋼管等。

      冷軋(撥)無縫鋼管除分一般鋼管、低中壓鍋爐鋼管、高壓鍋爐鋼管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、其它鋼管外，還包括碳素薄壁鋼管、合金薄壁鋼管、不銹薄壁鋼管、異型鋼管。

       熱軋無縫管外徑一般大于 32mm，壁厚2.5-75mm，冷軋無縫鋼管外徑可以到6mm，壁厚可到0.25mm，薄壁管外徑可到5mm，壁厚小于0.25mm，冷軋比熱軋尺寸精度高。

      一般用無縫鋼管:是用10、20、30、35、45#等碳結(jié)鋼16Mn、5MnV等低合金結(jié)構(gòu)鋼或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合金鋼熱軋或冷軋制成的。

      10、20等低碳鋼制造的無縫管主要用于流體輸送管道。

      45、40Cr等中碳鋼制成的無縫管用來制造機(jī)械零件，如汽車、拖拉機(jī)的受力零件。

      一般用無縫鋼管要保證強(qiáng)度和壓扁試驗(yàn)。熱軋鋼管以熱軋狀態(tài)或熱處理狀態(tài)交貨;冷軋以熱處理狀態(tài)交貨。

受沖擊負(fù)荷且刀間單薄的冷作模具。

如上所述．前三類模具鋼多少錢一噸用鋼的使用性能要求均以高耐磨性為主，為此均采用高碳過共析鋼乃至萊氏體鋼。而對有的冷作模具加切邊樓、沖裁模等，其對口單薄，使用時又受沖擊負(fù)荷作用則應(yīng)以要求高的沖擊韌性為主。為了解決這一矛盾．可采取以下措施．①降低合碳量．采用亞共析鋼，以避免由于一次及二次碳化物而引起鋼的韌性下降；②加入Si、Cr等合金元素．以提高鋼的回火穩(wěn)定性和回火溫度（240一270℃回火）這樣有利于充分消除淬火應(yīng)力使性能提高而又不致降低硬度；②加入W等形成難熔碳化物的元素以細(xì)化晶粒、提高韌性。常用的高韌性冷作模具用鋼有6SiCr、4CrW2Si、5CrW2Si等。3、充分發(fā)揮冷作模具鋼性能潛力的途徑在用Cr12型鋼或高速鋼做冷作模具時，一個很突出的問題是鋼的脆性大．使用中易開裂。為此，必須用充分鍛打的方法細(xì)化碳化物．除此之外應(yīng)發(fā)展新鋼種。發(fā)展新鋼種的著眼點(diǎn)，應(yīng)是降低鋼的含碳量及碳化物形成元素的數(shù)量。

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