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模具鋼的工藝性能
模具鋼的工藝性能

在模具生產(chǎn)成本中

,材料費(fèi)用一般占10%~20%,而機(jī)械加工
、熱處理
、裝配和管理費(fèi)用占80%以上
,所以模具材料的工藝性能是影響模具的生產(chǎn)成本和制造難易的主要因素之一。

可加工性

——熱加工性能

,指熱塑性、加工溫度范圍等

——冷加工性能

,指切削、磨削
、拋光
、冷拔等加工性能

冷作模具鋼大多屬于過共析鋼和萊氏體鋼,熱加工和冷加工性能都不太好

,因此必須嚴(yán)格控制熱加工和冷加工的工藝參數(shù)
,以避免產(chǎn)生缺陷和廢品。另一方面
,通過提高鋼的純凈度
,減少有害雜質(zhì)的含量,改善鋼的組織狀態(tài)
,以改善鋼的熱加工和冷加工性能
,從而降低模具的生產(chǎn)成本。

為改善模具鋼的冷加工性能

,自20世紀(jì)30年代開始,研究向模具鋼中加入S
、Pb
、Ca
、Te等易切削加工元素或?qū)е履>咪撝刑嫉氖脑?div id="m50uktp" class="box-center"> ,發(fā)展了各種易切削模具鋼,以進(jìn)一步改善其切削性能和磨削性能
,減少刀具磨料消耗
、降低成本。

淬透性和淬硬性

淬透性主要取決于鋼的化學(xué)成分和淬火前的原始組織狀態(tài)

;淬硬性則主要取決于鋼中的含碳量
。對于大部分的冷作模具鋼,淬硬性往往是主要的考慮因素之一
。對于熱作模具鋼和塑料模具鋼
,一般模具尺寸較大
,尤其是制造大型模具,其淬透性更為重要
。另外
,對于形狀復(fù)雜容易產(chǎn)生熱處理變形的各種模具,為了減少淬火變形
,往往盡可能采用冷卻能力較弱的淬火介質(zhì),如空冷
、油冷或鹽浴冷卻
,為了得到要求的硬度和淬硬層深度,就需要采用淬透性較好的模具鋼

淬火溫度和熱處理變形

為了便于生產(chǎn),要求模具鋼淬火溫度范圍盡可能放寬一些

,特別是當(dāng)模具采用火焰加熱局部淬火時
,由于難于準(zhǔn)確地測量和控制溫度,就要求模具鋼有更寬的淬火溫度范圍

模具在熱處理時

,尤其是在淬火過程中,要產(chǎn)生體積變化
、形狀翹曲、畸變等
,為保證模具質(zhì)量,要求模具鋼的熱處理變形小
,特別是對于形狀復(fù)雜的精密模具,淬火后難以修整
,對于熱處理變形程度的要求更為苛刻
,應(yīng)該選用微變形模具鋼制造。

氧化

、脫碳敏感性

模具在加熱過程中,如果發(fā)生氧化

、脫碳現(xiàn)象
,就會使其硬度、耐磨性
、使用性能和使用壽命降低
;因此,要求模具鋼的氧化
、脫碳敏感性好。對于含鉬量較高的模具鋼
,由于氧化、脫碳敏感性強(qiáng)
,需采用特種熱處理
,如真空熱處理、可控氣氛熱處理
、鹽浴熱處理等

其他因素

在選擇模具鋼時

,除了必須考慮使用性能和工藝性能之外
,還必須考慮模具鋼的通用性和鋼材的價格。模具鋼一般用量不大,為了便于備料
,應(yīng)盡可能地考慮鋼的通用性
,盡量利用大量生產(chǎn)的通用型模具鋼,以便于采購
、備料和材料管理
。另外還必須從經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行綜合分析
,考慮模具的制造費(fèi)用、工件的生產(chǎn)批量和分?jǐn)偟矫恳粋€工件上的模具費(fèi)用
。從技術(shù)
、經(jīng)濟(jì)方面全面分析,以最終選定合理的模具材料