模具鋼的性能要求 二維碼
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發表(biao)時間:2019-12-22 11:55 1強度性能 (1)硬度(du)硬度(du)是模(mo)具(ju)(ju)鋼(gang)的(de)(de)(de)主(zhu)要技術指標,模(mo)具(ju)(ju)在(zai)(zai)高應力的(de)(de)(de)作(zuo)用下(xia)欲保持其(qi)形(xing)(xing)狀尺(chi)寸不變(bian),必須具(ju)(ju)有(you)足(zu)夠高的(de)(de)(de)硬度(du)。冷作(zuo)模(mo)具(ju)(ju)鋼(gang)在(zai)(zai)室溫條(tiao)件下(xia)一(yi)般(ban)硬度(du)保持在(zai)(zai)HRC60左右,熱作(zuo)模(mo)具(ju)(ju)鋼(gang)根據其(qi)工作(zuo)條(tiao)件,一(yi)般(ban)要求保持在(zai)(zai)HRC40~55范(fan)圍(wei)。對于(yu)同一(yi)鋼(gang)種而言(yan),在(zai)(zai)一(yi)定的(de)(de)(de)硬度(du)值范(fan)圍(wei)內,硬度(du)與變(bian)形(xing)(xing)抗力成(cheng)正比;但具(ju)(ju)有(you)同一(yi)硬度(du)值而成(cheng)分及組織(zhi)不同的(de)(de)(de)鋼(gang)種之間(jian),其(qi)塑性變(bian)形(xing)(xing)抗力可能有(you)明顯的(de)(de)(de)差別。 (2)紅硬(ying)性(xing)(xing) 在高(gao)溫狀態下工(gong)(gong)作的(de)(de)熱(re)作模(mo)具,要求(qiu)保持其組織和性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)穩(wen)定,從而保持足夠高(gao)的(de)(de)硬(ying)度(du),這(zhe)種(zhong)性(xing)(xing)能(neng)稱為紅硬(ying)性(xing)(xing)。碳素工(gong)(gong)具鋼(gang)、低合金工(gong)(gong)具鋼(gang)通常能(neng)在180~250℃的(de)(de)溫度(du)范圍(wei)內(nei)保持這(zhe)種(zhong)性(xing)(xing)能(neng),鉻鉬熱(re)作模(mo)具鋼(gang)一(yi)般在550~600℃的(de)(de)溫度(du)范圍(wei)內(nei)保持這(zhe)種(zhong)性(xing)(xing)能(neng)。鋼(gang)的(de)(de)紅硬(ying)性(xing)(xing)主要取決于鋼(gang)的(de)(de)化學(xue)成分和熱(re)處理工(gong)(gong)藝(yi)。 (3)抗(kang)(kang)壓屈(qu)服強(qiang)度(du)和(he)(he)抗(kang)(kang)壓彎(wan)(wan)曲強(qiang)度(du) 模(mo)具(ju)在使用(yong)過程中(zhong)經常受到強(qiang)度(du)較(jiao)高的(de)(de)壓力和(he)(he)彎(wan)(wan)曲的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong),因此要求模(mo)具(ju)材(cai)料應具(ju)有(you)一(yi)定的(de)(de)抗(kang)(kang)壓強(qiang)度(du)和(he)(he)抗(kang)(kang)彎(wan)(wan)強(qiang)度(du)。在很多情況下,進行(xing)抗(kang)(kang)壓試(shi)驗和(he)(he)抗(kang)(kang)彎(wan)(wan)試(shi)驗的(de)(de)條件(jian)(jian)接近于(yu)模(mo)具(ju)的(de)(de)實際工作(zuo)(zuo)條件(jian)(jian)(例如,所測(ce)得的(de)(de)模(mo)具(ju)鋼(gang)的(de)(de)抗(kang)(kang)壓屈(qu)服強(qiang)度(du)與沖頭工作(zuo)(zuo)時所表現出(chu)來(lai)的(de)(de)變(bian)形抗(kang)(kang)力較(jiao)為(wei)吻合)。抗(kang)(kang)彎(wan)(wan)試(shi)驗的(de)(de)另一(yi)個優點是(shi)應變(bian)量的(de)(de)絕(jue)對值大(da),能(neng)較(jiao)靈敏地反映出(chu)不(bu)同鋼(gang)種(zhong)之間以及在不(bu)同熱處(chu)理(li)和(he)(he)組織狀態下變(bian)形抗(kang)(kang)力的(de)(de)差別。 2韌性 在工作過程中(zhong),模具承受著(zhu)沖擊載荷,為了減少在使用過程中(zhong)的折斷、崩刃等形(xing)式(shi)的損壞,要求模具鋼具有(you)一定的韌性。 模具鋼(gang)的(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分,晶粒度(du)(du)(du),純凈度(du)(du)(du),碳(tan)化(hua)物和(he)夾雜物等的(de)數(shu)量、形貌、尺寸大小及分布(bu)情況,以(yi)及模具鋼(gang)的(de)熱(re)處理(li)(li)制度(du)(du)(du)和(he)熱(re)處理(li)(li)后得到(dao)的(de)金相(xiang)組織(zhi)等因素都(dou)對鋼(gang)的(de)韌性(xing)(xing)帶來(lai)很大的(de)影響。特別是鋼(gang)的(de)純凈度(du)(du)(du)和(he)熱(re)加工(gong)變形情況對于其橫(heng)向韌性(xing)(xing)的(de)影響更為明顯。鋼(gang)的(de)韌性(xing)(xing)、強(qiang)度(du)(du)(du)和(he)耐(nai)磨性(xing)(xing)往(wang)往(wang)是相(xiang)互矛(mao)盾的(de)。因此,要合理(li)(li)地選擇(ze)鋼(gang)的(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分并且采用合理(li)(li)的(de)精煉(lian)、熱(re)加工(gong)和(he)熱(re)處理(li)(li)工(gong)藝,以(yi)使(shi)模具材料的(de)耐(nai)磨性(xing)(xing)、強(qiang)度(du)(du)(du)和(he)韌性(xing)(xing)達到(dao)最佳的(de)配合。 沖擊(ji)(ji)韌(ren)(ren)性(xing)系表特征材料在(zai)一次沖擊(ji)(ji)過程(cheng)中試樣在(zai)整(zheng)個斷(duan)裂過程(cheng)中吸(xi)收的總能(neng)(neng)量。但是很多(duo)工具是在(zai)不同工作條(tiao)件(jian)下疲(pi)勞(lao)斷(duan)裂的,因此,常規(gui)的沖擊(ji)(ji)韌(ren)(ren)性(xing)不能(neng)(neng)全面地反映(ying)模具鋼的斷(duan)裂性(xing)能(neng)(neng)。小能(neng)(neng)量多(duo)次沖擊(ji)(ji)斷(duan)裂功或(huo)多(duo)次斷(duan)裂壽命(ming)和疲(pi)勞(lao)壽命(ming)等試驗技術正在(zai)被采用。 3耐磨性 決定模(mo)(mo)具(ju)使用壽(shou)命最重(zhong)要(yao)的(de)因素往往是模(mo)(mo)具(ju)材料的(de)耐磨(mo)性(xing)。模(mo)(mo)具(ju)在(zai)工(gong)作(zuo)(zuo)中(zhong)承受(shou)相當大的(de)壓應(ying)力和(he)摩(mo)(mo)擦力,要(yao)求(qiu)模(mo)(mo)具(ju)能夠在(zai)強(qiang)烈摩(mo)(mo)擦下(xia)仍保(bao)持(chi)其尺寸精度。模(mo)(mo)具(ju)的(de)磨(mo)損(sun)主要(yao)是機(ji)械磨(mo)損(sun)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)磨(mo)損(sun)和(he)熔融磨(mo)損(sun)三(san)種類型。為了改善模(mo)(mo)具(ju)鋼(gang)(gang)的(de)耐磨(mo)性(xing),就要(yao)既(ji)保(bao)持(chi)模(mo)(mo)具(ju)鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)高的(de)硬度,又要(yao)保(bao)證鋼(gang)(gang)中(zhong)碳化(hua)(hua)(hua)物或其他硬化(hua)(hua)(hua)相的(de)組(zu)成、形貌和(he)分布比較(jiao)合理。對于(yu)重(zhong)載、高速磨(mo)損(sun)條(tiao)件下(xia)服(fu)役(yi)的(de)模(mo)(mo)具(ju),要(yao)求(qiu)模(mo)(mo)具(ju)鋼(gang)(gang)表面能形成薄而致密粘附性(xing)好(hao)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜,保(bao)持(chi)潤滑作(zuo)(zuo)用,減少模(mo)(mo)具(ju)和(he)工(gong)件之間產生粘咬(yao)、焊合等(deng)熔融磨(mo)損(sun),又能減少模(mo)(mo)具(ju)表面進行(xing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)造成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)磨(mo)損(sun)。所以模(mo)(mo)具(ju)的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)條(tiao)件對鋼(gang)(gang)的(de)磨(mo)損(sun)有(you)較(jiao)大的(de)影響(xiang)。 耐(nai)(nai)磨性可用模擬的(de)試驗方(fang)法,測出相對的(de)耐(nai)(nai)磨指數,作(zuo)為表征不同(tong)化學成分及組織狀態下(xia)的(de)耐(nai)(nai)磨性水(shui)平(ping)的(de)參數。以呈現規定毛刺(ci)高度前的(de)壽命(ming),反映各種(zhong)鋼(gang)種(zhong)的(de)耐(nai)(nai)磨水(shui)平(ping);試驗是(shi)以Cr12MoV鋼(gang)為基(ji)準進行對比。 4抗熱疲勞能力 熱(re)(re)作模(mo)具鋼(gang)在服役條件下除(chu)了承受載荷的(de)(de)周期性(xing)變(bian)化之外(wai),還(huan)受到高溫及周期性(xing)的(de)(de)急冷(leng)急熱(re)(re)的(de)(de)作用,因此,評價(jia)熱(re)(re)作模(mo)具鋼(gang)的(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)抗力應(ying)重(zhong)視材(cai)料的(de)(de)熱(re)(re)機(ji)械(xie)(xie)疲(pi)(pi)勞(lao)斷(duan)(duan)裂(lie)性(xing)能(neng)。熱(re)(re)機(ji)械(xie)(xie)疲(pi)(pi)勞(lao)是一種綜合性(xing)能(neng)的(de)(de)指標,它包括(kuo)熱(re)(re)疲(pi)(pi)勞(lao)性(xing)能(neng)、機(ji)械(xie)(xie)疲(pi)(pi)勞(lao)裂(lie)紋擴展速率和斷(duan)(duan)裂(lie)韌性(xing)三個(ge)方面。 熱(re)(re)(re)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)性(xing)能(neng)反映材(cai)(cai)料(liao)(liao)在(zai)熱(re)(re)(re)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)萌(meng)(meng)生(sheng)之前的(de)(de)(de)工作壽命,抗(kang)熱(re)(re)(re)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)性(xing)能(neng)高的(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao),萌(meng)(meng)生(sheng)熱(re)(re)(re)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)循環次(ci)數較(jiao)多;機械疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)擴(kuo)展速(su)率反映材(cai)(cai)料(liao)(liao)在(zai)熱(re)(re)(re)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)萌(meng)(meng)生(sheng)之后,在(zai)鍛壓力(li)(li)的(de)(de)(de)作用下(xia)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)向內部擴(kuo)展時,每一應(ying)力(li)(li)循環的(de)(de)(de)擴(kuo)展量;斷(duan)裂(lie)(lie)韌(ren)性(xing)反映材(cai)(cai)料(liao)(liao)對已存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)發生(sheng)失穩(wen)(wen)擴(kuo)展的(de)(de)(de)抗(kang)力(li)(li)。斷(duan)裂(lie)(lie)韌(ren)性(xing)高的(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao),其中(zhong)的(de)(de)(de)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)如要發生(sheng)失穩(wen)(wen)擴(kuo)展,必須(xu)在(zai)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)尖端(duan)具(ju)有足夠高的(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)強度(du)因(yin)子,也就是必須(xu)有較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)長(chang)度(du)。在(zai)應(ying)力(li)(li)恒定(ding)的(de)(de)(de)前提下(xia),在(zai)一種模(mo)具(ju)中(zhong)已經(jing)存(cun)在(zai)一條疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen),如果模(mo)具(ju)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)斷(duan)裂(lie)(lie)韌(ren)性(xing)值較(jiao)高,則(ze)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)必須(xu)擴(kuo)展得更深,才能(neng)發生(sheng)失穩(wen)(wen)擴(kuo)展。 也就(jiu)是說(shuo),抗熱疲(pi)勞(lao)性(xing)能決定了疲(pi)勞(lao)裂(lie)紋萌生前的(de)那(nei)部分壽命(ming);而裂(lie)紋擴(kuo)展(zhan)速率和(he)斷裂(lie)韌性(xing),可(ke)以決定當裂(lie)紋萌生后發生亞臨界擴(kuo)展(zhan)的(de)那(nei)部分壽命(ming)。因此(ci),熱作模(mo)具如要獲得高的(de)壽命(ming),模(mo)具材料應具備高的(de)抗熱疲(pi)勞(lao)性(xing)能、低的(de)裂(lie)紋擴(kuo)展(zhan)速率和(he)高的(de)斷裂(lie)韌性(xing)值。 抗熱(re)疲勞性(xing)能的(de)指標可(ke)(ke)以用(yong)萌生(sheng)熱(re)疲勞裂紋的(de)熱(re)循(xun)環數(shu),也可(ke)(ke)以用(yong)經過一定的(de)熱(re)循(xun)環后所(suo)出現的(de)疲勞裂紋的(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)(kang)力實際就是發生“冷(leng)焊”時的(de)抵抗(kang)(kang)力。該性能對于模具材料(liao)較(jiao)為重要。試(shi)驗時通常在干(gan)摩擦(ca)條件(jian)下,把被試(shi)驗的(de)工(gong)具鋼試(shi)樣(yang)與具有(you)咬合(he)傾(qing)向(xiang)的(de)材料(liao)(如奧氏體鋼)進行(xing)恒速(su)對偶(ou)摩擦(ca)運動,以一定的(de)速(su)度(du)逐漸增大載(zai)荷(he),此時,轉(zhuan)矩也相(xiang)應增大,該載(zai)荷(he)稱為“咬合(he)臨界(jie)載(zai)荷(he)”,臨界(jie)載(zai)荷(he)愈高,標志著咬合(he)抗(kang)(kang)力愈強。 |