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(一)模具满足工作条件要求
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1、耐磨性
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坯料在模具型腔中塑性变性时,沿型腔表面既流动又滑动,使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦,从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。
" G" ~' f/ B! c. |7 m 硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下,模具零件的硬度越高,磨损量越小,耐磨性也越好。另外,耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。
9 A. ]0 D( W$ e4 X 2、强韧性
, r" d7 V* G+ ?4 s- d: X0 Z" n9 U" l 模具的工作条件大多十分恶劣,有些常承受较大的冲击负荷,从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断,模具要具有较高的强度和韧性。
O" L- A% B. o9 b 模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
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3、疲劳断裂性能
5 N8 ~# j( `7 m6 G 模具工作过程中,在循环应力的长期作用下,往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。
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模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。
7 \8 K. _2 D) R' l0 t* v" b 4、高温性能
7 R$ J& ~2 V& }8 K$ q- G 当模具的工作温度较高进,会使硬度和强度下降,导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因模具材料应具有较高的抗回火稳定性,以保证模具在工作温度下,具有较高的硬度和强度。
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5、耐冷热疲劳性能
9 c; x" [8 n0 h 有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态,使型腔表面受拉、压力变应力的作用,引起表面龟裂和剥落,增大摩擦力,阻碍塑性变形,降低了尺寸精度,从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一,帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。
, C0 r- J% J, D- o6 `5 i5 x G4 E 6、耐蚀性
4 @3 e/ ?/ J8 J8 r. G1 [+ r 有些模具如塑料模在工作时,由于塑料中存在氯、氟等元素,受热后分解析出hci、hf等强侵蚀性气体,侵蚀模具型腔表面,加大其表面粗糙度,加剧磨损失效。
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(二)模具满足工艺性能要求
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模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量,降低生产成本,其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性;还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。
7 D( b% v, x9 _: ? 1、可锻性
$ j1 j+ }' J- X 具有较低的热锻变形抗力,塑性好,锻造温度范围宽,锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。
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2、退火工艺性
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球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。
& a! Z) }7 y% y& Q 3、切削加工性
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切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。
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4、氧化、脱碳敏感性
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高温加热时抗氧化怀能好,脱碳速度慢,对加热介质不敏感,产生麻点倾向小。
) p1 K5 H6 X& X0 E7 ~& { 5、淬硬性
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淬火后具有均匀而高的表面硬度。
. G( n6 `2 r: X3 L; ^ 6、淬透性
. O$ }2 I2 y4 k 淬火后能获得较深的淬硬层,采用缓和的淬火介质就能淬硬。
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7、淬火变形开裂倾向
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常规淬火体积变化小,形状翘曲、畸变轻微,异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低,对淬火温度及工件形状不敏感。
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8、可磨削性
) \1 O7 b* z. w 砂轮相对损耗小,无烧伤极限磨削用量大,对砂轮质量及冷却条件不敏感,不易发生磨伤及磨削裂纹。
3 m6 n. o4 ?! O% Z) k8 i" V (三)模具满足经济性要求
6 t: l2 r3 i; \/ \+ V& P1 o+ |6 n 在给模具选材是,必须考虑经济性这一原则,尽可能地降低制造成本。因此,在满足使用性能的前提下,首先选用价格较低的,能用碳钢就不用合金钢,能用国产材料就不用进口材料。另外,在选材时还应考虑市场的生产和供应情况,所选钢种应尽量少而集中,易购买。
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