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模具對鋼材有六大性能要求
????????1、硬度
????????模具在工作時受力狀態(tài)是復雜的,如熱作模具通常是在交變的溫度場下承受交變應(yīng)力作用,因此它應(yīng)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。硬度是模具鋼的重要性能之一。對冷作模具的硬度一般選擇在58HRC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左右。對普通使用的塑料模具,一般硬度要求在35HRC左右。
????????2、強度與韌度
????????零件的成型使模具承受著巨大的沖擊、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(shù)以及一次成形技術(shù)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(yīng)具有較高的硬度和韌度。
????????3、耐磨性
????????零件成形時材料與模具型腔表面發(fā)生相對運動,使型腔表面產(chǎn)生了磨損,從而使得模具的尺寸精度、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、疲勞性能
????????模具工作時隨著機械沖擊和熱沖擊的交變應(yīng)力,熱作模具在工作的過程中,熱交變應(yīng)力更明顯地導致模具熱裂。受應(yīng)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,它的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、顯微裂紋等導致鋼的疲勞強度降低,因為在交變應(yīng)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、粘著性
????????工模具零件的表面由于兩金屬原子相互擴散或單相擴散的作用,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(jié)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、拋光和蝕刻性能
????????隨著模具,特別是塑料模具的廣泛使用,低的表面粗糙值(有時甚至是鏡面的程度)已經(jīng)十分必要,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(zhì)量。高的表面質(zhì)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(jié)構(gòu)、硬度及碳化物分布必須均勻。大碳化物尤其是它們偏析并成帶狀時,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)生變形的大原氧化物夾雜或偏析,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。
