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在當(dāng)前環(huán)境下，競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，客戶對(duì)模具的的要求越來(lái)越高，而所作的預(yù)算卻越來(lái)越少，那么如何選擇又經(jīng)濟(jì)又能滿足模具要求的材料顯得尤為重要，特別是對(duì)大型模具，一塊材料的成本相差太大了，那么該如何選擇合適的材料呢?




模具選材是整個(gè)模具制作過(guò)程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。模具選材需要滿足三個(gè)原則，模具滿足耐磨性、強(qiáng)韌性等工作需求，模具滿足工藝要求，同時(shí)模具應(yīng)滿足經(jīng)濟(jì)適用性。

 

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(shí)，沿型腔表面既流動(dòng)又滑動(dòng)，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，模具材料的硬度越高，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(shí)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(guò)程中，在循環(huán)應(yīng)力的長(zhǎng)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時(shí)，會(huì)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。因此，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(guò)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，引起表面斷裂和剝落，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。冷熱交替是熱作模具失效的主要形式之一，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(shí)，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(guò)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(kāi)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(dòng)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(shí)抗氧化性能好，脫碳速度慢，對(duì)加熱介質(zhì)不敏感，產(chǎn)生麻點(diǎn)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(kāi)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(kāi)裂敏感性低，對(duì)淬火溫度及工件形狀不敏感。

 

8、可磨削性

砂輪相對(duì)損耗小，無(wú)燒傷極限磨削用量大，對(duì)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

 

在給模具選材是，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(jià)格較低的，能用碳鋼就不用合金鋼，能用國(guó)產(chǎn)材料就不用進(jìn)口材料。

 

另外，在選材時(shí)還應(yīng)考慮市場(chǎng)的生產(chǎn)和供應(yīng)情況，隨時(shí)注意材料的價(jià)格走向，所選鋼種應(yīng)盡量少而集中，易購(gòu)買。

 

總之選擇一塊合適的模具材料，一定要考慮到方方面面，不要顧此失彼，對(duì)各種模具材料的性能也要有一定的掌握，對(duì)所生產(chǎn)的產(chǎn)品對(duì)模具的要求要有一定的了解，理論一定要聯(lián)系實(shí)踐，努力提高自己的理論知識(shí)，同時(shí)向在模具行業(yè)有突出成就的前輩學(xué)習(xí)，專業(yè)人做專業(yè)事，才能用最低的成本做最好的模具！