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模具鋼、彈簧扁鋼、大型鑄鋼產(chǎn)品定制
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一、模具滿足工作條件要求
1、耐磨性
坯料在模具型腔中塑性變性時,沿型腔表面既流動又滑動,使型腔表面與坯料間產(chǎn)生劇烈的摩擦,從而導(dǎo)致模具因磨損而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。
硬度是影響耐磨性的主要因素。一般情況下,模具零件的硬度越高,磨損量越小,耐磨性也越好。另外,耐磨性還與材料中碳化物的種類、數(shù)量、形態(tài)、大小及分布有關(guān)。
2、強(qiáng)韌性
模具的工作條件大多十分惡劣,有些常承受較大的沖擊負(fù)荷,從而導(dǎo)致脆性斷裂。為防止模具零件在工作時突然脆斷,模具要具有較高的強(qiáng)度和韌性。
模具的韌性主要取決于材料的含碳量、晶粒度及組織狀態(tài)。
3、疲勞斷裂性能
模具工作過程中,在循環(huán)應(yīng)力的長期作用下,往往導(dǎo)致疲勞斷裂。其形式有小能量多次沖擊疲勞斷裂、拉伸疲勞斷裂接觸疲勞斷裂及彎曲疲勞斷裂。
模具的疲勞斷裂性能主要取決于其強(qiáng)度、韌性、硬度、以及材料中夾雜物的含量。
4、高溫性能
當(dāng)模具的工作溫度較高進(jìn),會使硬度和強(qiáng)度下降,導(dǎo)致模具早期磨損或產(chǎn)生塑性變形而失效。因模具材料應(yīng)具有較高的抗回火穩(wěn)定性,以保證模具在工作溫度下,具有較高的硬度和強(qiáng)度。
5、耐冷熱疲勞性能
有些模具在工作過程中處于反復(fù)加熱和冷卻的狀態(tài),使型腔表面受拉、壓力變應(yīng)力的作用,引起表面龜裂和剝落,增大摩擦力,阻礙塑性變形,降低了尺寸精度,從而導(dǎo)致模具失效。冷熱疲勞是熱作模具失效的主要形式之一,幫這類模具應(yīng)具有較高的耐冷熱疲勞性能。
6、耐蝕性
有些模具如塑料模在工作時,由于塑料中存在氯、氟等元素,受熱后分解析出hci、hf等強(qiáng)侵蝕性氣體,侵蝕模具型腔表面,加大其表面粗糙度,加劇磨損失效。
二、模具滿足工藝性能要求
模具的制造一般都要經(jīng)過鍛造、切削加工、熱處理等幾道工序。為保證模具的制造質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,其材料應(yīng)具有良好的可鍛性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性;還應(yīng)具有小的氧化、脫碳敏感性和淬火變形開裂傾向。
1、可鍛性
具有較低的熱鍛變形抗力,塑性好,鍛造溫度范圍寬,鍛裂冷裂及析出網(wǎng)狀碳化物傾向低。
2、退火工藝性
球化退火溫度范圍寬,退火硬度低且波動范圍小,球化率高。
3、切削加工性
切削用量大,刀具損耗低,加工表面粗糙度低。
4、氧化、脫碳敏感性
高溫加熱時抗氧化性能好,脫碳速度慢,對加熱介質(zhì)不敏感,產(chǎn)生麻點傾向小。
5、淬硬性
淬火后具有均勻而高的表面硬度。
6、淬透性
淬火后能獲得較深的淬硬層,采用緩和的淬火介質(zhì)就能淬硬。
7、淬火變形開裂傾向
常規(guī)淬火體積變化小,形狀翹曲、畸變輕微,異常變形傾向低。常規(guī)淬火開裂敏感性低,對淬火溫度及工件形狀不敏感。
8、可磨削性
砂輪相對損耗小,無燒傷極限磨削用量大,對砂輪質(zhì)量及冷卻條件不敏感,不易發(fā)生磨傷及磨削裂紋。
三、模具滿足經(jīng)濟(jì)性要求
在給模具選材時,必須考慮經(jīng)濟(jì)性這一原則,盡可能地降低制造成本。因此,在滿足使用性能的前提下,首先選用價格較低的,能用碳鋼就不用合金鋼,能用國產(chǎn)材料就不用進(jìn)口材料。另外,在選材時還應(yīng)考慮市場的生產(chǎn)和供應(yīng)情況,所選鋼種應(yīng)盡量少而集中,易購買。
汽車沖壓模具材料的選用
由于模具中各種零部件的功能不同,所以對其材料的要求和選用的原則也不同。因此,合理選用模具材料也是沖模設(shè)計中一項十分重要的工作,它不僅與制件的成本有關(guān),而會嚴(yán)重影響生產(chǎn)。
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,人們對汽車的需求日益增長,其中影響生產(chǎn)的最大因素,是如何選用沖模材料。
雖然,模具的工作零件所用材料應(yīng)比其他零件所用材料要好。一般說來,視其模具的使用條件以及要求不同而異,主要有如下四種:
1、對于形狀簡單、沖壓件尺寸不大的模具工作零件。常用碳素工具鋼,如T8A、T10A等。
2、對于形狀復(fù)雜,沖壓件尺寸較大的模具工作零件。常常用合金工具鋼或高速工具鋼,如Cr12、CrWMn、Cr12MoV、W18Cr4V、W6MoSCr4V2等。
3、對于沖壓件精度或模具壽命要求比較高的模具工作零件。常用硬質(zhì)合金或鋼結(jié)硬質(zhì)合金,如YG15、YG20、GW50等。
4、對于大型模具(如汽車覆蓋件沖模)的工作零件。常用普通鑄鐵或者鑄造碳鋼,且有的還在刃口部位加以堆焊強(qiáng)化,如灰鑄鐵HT250、鑄鋼2G270-500等。
模具零件材料選用中,除了工作零件選用最為重要外,較為突出的是導(dǎo)柱、導(dǎo)套零件,一般選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼中的低碳鋼滲碳淬火或選用軸承鋼。
必須指出,模具工作零件的材料選用是最為重要和嚴(yán)格的,還包括對其熱處理工業(yè)的要求必須合理。
除上述零件之外的其他模具零件,選擇用碳素結(jié)構(gòu)鋼或優(yōu)質(zhì)碳素鋼中的中碳鋼就可以了。
大型拉深件、汽車覆蓋件的拉深模具材料
可以選用合金鑄鐵或高強(qiáng)度球墨鑄鐵。球墨鑄鐵能夠浸入潤滑油,組織中的石墨具有自潤滑作用,能有效地減輕拉深中的摩擦,而且成本較低、容易加工。
高強(qiáng)度球墨鑄鐵可以采用雙介質(zhì)延遲冷卻馬氏體等溫淬火,以獲得較高的強(qiáng)度和韌性,硬度為55~58HRC。先將模具緩慢預(yù)熱后再加熱至880~900℃,保溫后先空氣預(yù)冷,然后鹽水淬冷至550℃左右即轉(zhuǎn)入油冷,當(dāng)模溫降至250℃左右,放入180~200℃的熱油中等溫保持2~3小時,再將油溫降至170℃左右等溫5~7小時,最后轉(zhuǎn)入空冷。
球墨鑄鐵經(jīng)過合金化、熱處理和表面處理,完全能夠用作汽車覆蓋件拉伸模具。
1.2344熱作模具鋼
渣罐
單面雙槽/雙面平板彈簧扁鋼