模具知识讲堂：模具选材的三个原则

343169286

（一）模具满足工作条件要求
' A1 l/ b8 a" R# u& B+ g/ Y

, ^7 J! d' A& H! {# j% m1、耐磨性
2 q/ m1 k' d- y5 v( Q7 J1 k4 d
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。

/ |9 S/ d# ^2 U+ y+ {; [. C1 Q, |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。
" O3 s" a( X& T' \6 j, p! ^
2、强韧性
4 j, B/ B, E  a: `" R
# M$ Z5 v/ R6 ?1 |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。
2 T( F+ W( y6 o) f( f% Y/ O
$ k/ k+ R, H9 m; Z- m( p模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。

3、疲劳断裂性能

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。
  P/ `: v8 X$ z8 m' 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。
. r* _# Z; s( h/ L! u
& J! {" y/ W6 Z. W4、高温性能

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。

5、耐冷热疲劳性能

, w) ?9 o% M' E$ W1 s% e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。
, I) B  |% A& b( y6 }, ]: r# e
# O1 D2 C- g: W+ }6、耐蚀性

9 ~- z. q' w" k+ Y3 w  I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。
4 v3 Z% _6 Z/ s  k+ y" G. g
（二）模具满足工艺性能要求
1 l% u+ L  D: }# l7 c
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 W1 t$ R  u5 F4 R% V& N8 n
1、可锻性

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。

2、退火工艺性
3 b0 d8 F& y4 K6 B; w& y1 Z
' f' o0 }6 h. _6 R! J  h1 D球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。
) f4 e6 u: q1 z7 r
3、切削加工性
8 w9 \+ J; Q- h* I
- L; E/ G, G" I' h. X0 Z# f" y切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。

4、氧化、脱碳敏感性
9 }/ P9 |9 C2 g5 Q' J5 @9 s6 ]
! Y9 }& Q' f$ {: A+ A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。

. U$ d" X# l3 r8 B) o5、淬硬性

& c. D4 {# G) ?. C! @0 ^淬火后具有均匀而高的表面硬度。
4 z- ?: G7 W8 R. A
+ B3 @  T+ I0 @* M6、淬透性
% o" D/ ~- \8 R# _% X. a$ a
2 I* [/ l8 \; z2 a% y$ F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。

. E; r4 u# c. `/ x; C7、淬火变形开裂倾向
/ p. l; h3 @& D) e6 @$ D
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。
' e9 |3 a$ W- C; }# M: Z
8、可磨削性
. J- S' f" y: Y# }6 k
, D6 d5 ~( s0 e3 w/ G2 Z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）模具满足经济性要求
7 D3 x" ^0 y/ J% k7 Q0 i
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。