模具选材的原则

HEATS

　　(一)满足工作条件要求

) A, N8 F. K3 o & q) A/ t" R: B Y m2 o

　　1.耐磨性

7 N/ ~, N* Y8 i5 K; ] E

　　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。

! c1 p# {$ P! N: W/ V' N2 O

　　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。

　　1.强韧性

( b( x/ [& ?1 B& l! g' H3 C( {

　　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。

' |- w; D2 C. _# u. O3 _7 I! b- ~ % g U! m# a: j% B F1 s

　　模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。

4 F; Z: M( J4 w P5 X0 k2 Y

　　2.疲劳断裂性能

! \/ f: {2 P, ?

　　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。

- J3 e( x4 Y) m1 u

　　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。

/ s6 O3 B6 ^( l0 X+ v, G

　　3.高温性能

/ p7 `) v" N- c& N0 Z

　　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。因此，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。

　　4.耐冷热疲劳性能

6 i: w- h/ M6 g" B* }7 y( I! ^ , V) }1 j7 u+ R; N- E6 ]4 [

　　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。

# p& M5 P% {' K . p/ d5 l/ R A! v

　　6.耐蚀性

　　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。

6 D) W( q+ k8 @ [; v. } B; }1 b1 @7 V' P/ |) L

　　(二)满足工艺性能要求

1 d6 {8 o; F) e1 V 3 @+ Z; c* y: s- U8 T6 |0 H

　　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。

8 m' r9 g/ G3 p; h

　　1.可锻性

- J/ g5 O2 p2 J 4 ? M m2 o7 g/ F( n" Z

　　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。

6 F/ r5 }, F# o% i# A# j( B

　　2.退火工艺性

; @1 V2 H+ k! y; k4 S

　　球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。

/ f; S0 _! V9 B9 X3 ?! P; L( {

　　3.切削加工性

7 D- `* K- T3 h0 V/ h+ i, }$ ?7 ]

　　切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。

) s1 ~1 w0 l. y) q# o6 K1 H* P

　　4.氧化、脱碳敏感性

　　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。

- v) ]6 ~+ x6 j% ~$ V, l

　　5.淬硬性

% g/ a6 `) W% G# l# \7 o, o0 m

　　淬火后具有均匀而高的表面硬度。

* q# }0 U# K- T9 q" i

　　6.淬透性

　　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。

# r# e. U2 {7 ?! X. O2 R

　　7.淬火变形开裂倾向

1 N) p F9 @$ H) z. M 6 r _8 a* r" v) Z9 a0 r

　　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。

8 V2 M8 ^( o- e$ P& K ]' j; {

　　8.可磨削性

4 Y2 D& E9 @. M& {3 P ' ?' K: I( c9 h3 X% K

　　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。

　　(三)满足经济性要求

　　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。【MechNet】