模具鋼的性能要求 二維碼
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發表時間(jian):2019-12-22 11:55 1強度(du)性能 (1)硬(ying)度(du)(du)硬(ying)度(du)(du)是模(mo)具(ju)(ju)鋼(gang)的(de)(de)(de)主要(yao)技術指標,模(mo)具(ju)(ju)在(zai)高應(ying)力(li)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)下(xia)欲保(bao)持其(qi)(qi)形狀尺(chi)寸不變(bian),必須(xu)具(ju)(ju)有足夠高的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)。冷作(zuo)模(mo)具(ju)(ju)鋼(gang)在(zai)室溫條件(jian)下(xia)一(yi)般硬(ying)度(du)(du)保(bao)持在(zai)HRC60左右,熱作(zuo)模(mo)具(ju)(ju)鋼(gang)根據其(qi)(qi)工作(zuo)條件(jian),一(yi)般要(yao)求保(bao)持在(zai)HRC40~55范圍。對于同一(yi)鋼(gang)種(zhong)而言,在(zai)一(yi)定的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)值范圍內,硬(ying)度(du)(du)與變(bian)形抗力(li)成正比;但具(ju)(ju)有同一(yi)硬(ying)度(du)(du)值而成分及組織不同的(de)(de)(de)鋼(gang)種(zhong)之間,其(qi)(qi)塑性變(bian)形抗力(li)可能有明顯的(de)(de)(de)差別。 (2)紅(hong)(hong)硬性(xing) 在高溫(wen)狀(zhuang)態下(xia)工(gong)(gong)作的熱(re)作模(mo)具(ju)(ju),要求保(bao)(bao)持(chi)其(qi)組織和性(xing)能(neng)的穩定,從而保(bao)(bao)持(chi)足夠高的硬度(du),這種(zhong)性(xing)能(neng)稱為紅(hong)(hong)硬性(xing)。碳素工(gong)(gong)具(ju)(ju)鋼(gang)(gang)(gang)、低合金(jin)工(gong)(gong)具(ju)(ju)鋼(gang)(gang)(gang)通(tong)常能(neng)在180~250℃的溫(wen)度(du)范圍內(nei)保(bao)(bao)持(chi)這種(zhong)性(xing)能(neng),鉻鉬熱(re)作模(mo)具(ju)(ju)鋼(gang)(gang)(gang)一(yi)般在550~600℃的溫(wen)度(du)范圍內(nei)保(bao)(bao)持(chi)這種(zhong)性(xing)能(neng)。鋼(gang)(gang)(gang)的紅(hong)(hong)硬性(xing)主要取(qu)決于鋼(gang)(gang)(gang)的化學成分和熱(re)處(chu)理(li)工(gong)(gong)藝。 (3)抗(kang)壓(ya)(ya)屈服(fu)強度(du)和抗(kang)壓(ya)(ya)彎(wan)(wan)曲(qu)強度(du) 模具(ju)在(zai)(zai)使用過(guo)程中經(jing)常受到強度(du)較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力和彎(wan)(wan)曲(qu)的(de)(de)(de)(de)作用,因此要求模具(ju)材料應具(ju)有(you)一定的(de)(de)(de)(de)抗(kang)壓(ya)(ya)強度(du)和抗(kang)彎(wan)(wan)強度(du)。在(zai)(zai)很(hen)多情(qing)況下(xia),進行(xing)抗(kang)壓(ya)(ya)試驗(yan)和抗(kang)彎(wan)(wan)試驗(yan)的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件接(jie)近于模具(ju)的(de)(de)(de)(de)實際工作條(tiao)件(例(li)如,所測得的(de)(de)(de)(de)模具(ju)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)壓(ya)(ya)屈服(fu)強度(du)與沖頭(tou)工作時所表現出來的(de)(de)(de)(de)變形抗(kang)力較(jiao)為吻合)。抗(kang)彎(wan)(wan)試驗(yan)的(de)(de)(de)(de)另一個優點是(shi)應變量(liang)的(de)(de)(de)(de)絕對值(zhi)大,能較(jiao)靈敏地(di)反映出不同鋼(gang)種(zhong)之間以及在(zai)(zai)不同熱處理和組織狀態下(xia)變形抗(kang)力的(de)(de)(de)(de)差(cha)別。 2韌性 在工作過程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong),模具承受(shou)著沖擊載荷,為了減(jian)少在使用過程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)折斷、崩刃等形(xing)式的(de)(de)(de)損壞,要求(qiu)模具鋼具有一定的(de)(de)(de)韌性。 模具鋼的(de)化(hua)學成(cheng)(cheng)分(fen),晶粒(li)度,純凈度,碳化(hua)物和(he)(he)夾雜物等(deng)的(de)數量、形貌(mao)、尺(chi)寸大小及分(fen)布(bu)情況,以及模具鋼的(de)熱(re)(re)處理制度和(he)(he)熱(re)(re)處理后得到(dao)的(de)金相組織等(deng)因(yin)素都對鋼的(de)韌(ren)性帶來很大的(de)影響。特(te)別是鋼的(de)純凈度和(he)(he)熱(re)(re)加工(gong)變形情況對于其橫(heng)向韌(ren)性的(de)影響更為明(ming)顯。鋼的(de)韌(ren)性、強度和(he)(he)耐(nai)磨性往(wang)(wang)往(wang)(wang)是相互(hu)矛盾的(de)。因(yin)此(ci),要合(he)理地選擇鋼的(de)化(hua)學成(cheng)(cheng)分(fen)并且采(cai)用合(he)理的(de)精煉、熱(re)(re)加工(gong)和(he)(he)熱(re)(re)處理工(gong)藝,以使模具材料(liao)的(de)耐(nai)磨性、強度和(he)(he)韌(ren)性達到(dao)最佳(jia)的(de)配合(he)。 沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)韌性系表特征材料在(zai)一次(ci)沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)過程(cheng)中(zhong)試樣在(zai)整個斷(duan)裂過程(cheng)中(zhong)吸收的總能(neng)量(liang)。但是很多(duo)工(gong)具是在(zai)不同工(gong)作條件下疲勞斷(duan)裂的,因此,常規的沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)韌性不能(neng)全面地反映模(mo)具鋼的斷(duan)裂性能(neng)。小能(neng)量(liang)多(duo)次(ci)沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)斷(duan)裂功或多(duo)次(ci)斷(duan)裂壽(shou)命(ming)和(he)疲勞壽(shou)命(ming)等試驗技(ji)術正(zheng)在(zai)被采用。 3耐磨性 決定模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)使(shi)用壽命最重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)因素往往是(shi)模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)材料的(de)(de)(de)(de)耐磨(mo)性。模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)在工作中(zhong)承受(shou)相(xiang)當大的(de)(de)(de)(de)壓應力(li)和(he)(he)摩擦力(li),要求(qiu)模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)能夠在強烈(lie)摩擦下(xia)仍(reng)保持(chi)其尺寸精度(du)。模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)磨(mo)損(sun)主要是(shi)機械(xie)磨(mo)損(sun)、氧(yang)化磨(mo)損(sun)和(he)(he)熔融(rong)磨(mo)損(sun)三種類型。為了(le)改善模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)耐磨(mo)性,就要既保持(chi)模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)鋼(gang)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)有高的(de)(de)(de)(de)硬度(du),又要保證鋼(gang)中(zhong)碳化物(wu)或其他硬化相(xiang)的(de)(de)(de)(de)組(zu)成、形貌和(he)(he)分布比較合(he)理。對于重(zhong)載(zai)、高速磨(mo)損(sun)條件下(xia)服役的(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju),要求(qiu)模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)鋼(gang)表面能形成薄而致密(mi)粘附性好(hao)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化膜(mo),保持(chi)潤滑(hua)作用,減(jian)少模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)和(he)(he)工件之間產生粘咬、焊合(he)等熔融(rong)磨(mo)損(sun),又能減(jian)少模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)表面進(jin)行氧(yang)化造成氧(yang)化磨(mo)損(sun)。所以模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)工作條件對鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)磨(mo)損(sun)有較大的(de)(de)(de)(de)影(ying)響。 耐(nai)磨(mo)性可用模擬的試驗(yan)方法(fa),測出相對的耐(nai)磨(mo)指數,作為(wei)表征(zheng)不同化學成分及組織狀(zhuang)態(tai)下的耐(nai)磨(mo)性水(shui)平的參數。以呈現規(gui)定毛(mao)刺高度前的壽命,反映(ying)各種鋼(gang)種的耐(nai)磨(mo)水(shui)平;試驗(yan)是以Cr12MoV鋼(gang)為(wei)基準進行(xing)對比。 4抗熱疲勞能力 熱(re)作模具鋼(gang)在(zai)服役(yi)條(tiao)件(jian)下除了承受(shou)載荷(he)的周期(qi)性(xing)(xing)變化之(zhi)外,還受(shou)到高溫及周期(qi)性(xing)(xing)的急冷急熱(re)的作用(yong),因此,評價(jia)熱(re)作模具鋼(gang)的斷裂抗力應(ying)重視材料的熱(re)機(ji)械(xie)(xie)疲(pi)勞斷裂性(xing)(xing)能。熱(re)機(ji)械(xie)(xie)疲(pi)勞是一種綜合性(xing)(xing)能的指(zhi)標,它(ta)包括熱(re)疲(pi)勞性(xing)(xing)能、機(ji)械(xie)(xie)疲(pi)勞裂紋擴(kuo)展速率和斷裂韌性(xing)(xing)三(san)個方(fang)面。 熱(re)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)性能反映(ying)材(cai)料(liao)在(zai)(zai)熱(re)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)萌(meng)生(sheng)(sheng)之前的(de)(de)(de)(de)(de)工作壽命,抗(kang)熱(re)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)性能高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao),萌(meng)生(sheng)(sheng)熱(re)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)循(xun)(xun)環(huan)次數較(jiao)多;機(ji)械疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)擴(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)速率反映(ying)材(cai)料(liao)在(zai)(zai)熱(re)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)萌(meng)生(sheng)(sheng)之后,在(zai)(zai)鍛(duan)壓力的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)下(xia)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)向內部(bu)擴(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)時,每一(yi)應力循(xun)(xun)環(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)擴(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)量;斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)韌(ren)性反映(ying)材(cai)料(liao)對(dui)已(yi)存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)發生(sheng)(sheng)失穩擴(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)力。斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)韌(ren)性高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao),其中的(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)如要(yao)發生(sheng)(sheng)失穩擴(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan),必(bi)須(xu)(xu)在(zai)(zai)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)尖端具有足夠高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)應力強(qiang)度因子,也就是必(bi)須(xu)(xu)有較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)長(chang)度。在(zai)(zai)應力恒定的(de)(de)(de)(de)(de)前提下(xia),在(zai)(zai)一(yi)種模具中已(yi)經(jing)存在(zai)(zai)一(yi)條疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen),如果模具材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)韌(ren)性值較(jiao)高(gao)(gao),則裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)必(bi)須(xu)(xu)擴(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)得更深,才能發生(sheng)(sheng)失穩擴(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)。 也就是說,抗熱(re)(re)疲勞(lao)性能決定(ding)了疲勞(lao)裂(lie)(lie)紋(wen)萌(meng)生前的(de)那(nei)部分壽(shou)(shou)命(ming);而(er)裂(lie)(lie)紋(wen)擴展(zhan)速率和(he)(he)斷(duan)裂(lie)(lie)韌性,可以決定(ding)當裂(lie)(lie)紋(wen)萌(meng)生后發生亞臨(lin)界擴展(zhan)的(de)那(nei)部分壽(shou)(shou)命(ming)。因此,熱(re)(re)作(zuo)模具(ju)(ju)如要獲得高(gao)(gao)的(de)壽(shou)(shou)命(ming),模具(ju)(ju)材料應具(ju)(ju)備高(gao)(gao)的(de)抗熱(re)(re)疲勞(lao)性能、低的(de)裂(lie)(lie)紋(wen)擴展(zhan)速率和(he)(he)高(gao)(gao)的(de)斷(duan)裂(lie)(lie)韌性值。 抗(kang)熱(re)疲勞(lao)性能的(de)指(zhi)標可以用萌生(sheng)熱(re)疲勞(lao)裂紋的(de)熱(re)循環數(shu),也可以用經過一定的(de)熱(re)循環后所出現的(de)疲勞(lao)裂紋的(de)條數(shu)及平均的(de)深度(du)或長度(du)來衡量。 5咬合抗力 咬合(he)抗(kang)力實際就是(shi)發生“冷焊”時的抵抗(kang)力。該性能對(dui)于模具(ju)(ju)材(cai)料較(jiao)為(wei)重要。試(shi)驗時通(tong)常(chang)在干摩(mo)擦條件下,把被(bei)試(shi)驗的工具(ju)(ju)鋼試(shi)樣與具(ju)(ju)有咬合(he)傾向的材(cai)料(如奧氏(shi)體鋼)進行(xing)恒速對(dui)偶摩(mo)擦運動,以一定的速度逐漸(jian)增大(da)載(zai)荷(he),此時,轉(zhuan)矩也相(xiang)應增大(da),該載(zai)荷(he)稱(cheng)為(wei)“咬合(he)臨(lin)界載(zai)荷(he)”,臨(lin)界載(zai)荷(he)愈高(gao),標志著(zhu)咬合(he)抗(kang)力愈強(qiang)。 |