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热作模具钢的评估及选用

更新日期:2007-07-22  作者:  来源:光学精密机械网(ChinaOptic.Com.Cn)收集整理

随着高效、高速、高强度、大吨位的机械化、自动化加工成形设备的发展以及热锻模、热挤压模、热镦模、压铸模等复杂工艺的广泛应用,对模具的强度、冲击韧度、红硬性和耐磨性,提出了更高的要求。目前,采用一般的热作模具钢及普通的热处理工艺已不能满足生产的需求,尤其是冲击韧度差易开裂、红硬性低易塌陷,以及高湿时材料的耐磨性不高,导致模具使用寿命明显降低,严重地影响先进的热成形工艺的进一步发展。因而,改善和提高热作模具钢的强韧度和红硬性等,延长模具的使用寿命,更显得越来越重要和越来越紧迫。

由多年来的资料统计数据表明,任何一种模具产品的费用比例分别是:模具材料费占35%,模具加供费(机械切削加工及热处理加工)占50%,其中,前两项费用是严重影响零件加工的生产成本,故应慎重选用合理的模具材料。

模具材料的性能方面、材质优劣、使用合理与否等因素,对于模具的制造精度、合格品率、工作时的承载能力、寿命及成本,均有密切的关系。因此在设计和制造模具过程中,对于选材方面应综合考虑模具的种类(具体使用的场合)、制作批量、制作材料和制件复杂程度等因素。而对于模具材料本身,则需考虑它的力学性能、耐磨性、耐热性、耐蚀性、热变形、淬透性、机械加工性,以及材料价格和供货情况等。 字串4

目前,任何一种优质材料、新型的模具材料都难以满足所有的性能要求,所以只能根据实际的使用条件,在满足主要性能情况下来选择最佳的模具材料。

为了阐述具体问题,模具寿命的影响因素介绍如下:

热作模具钢主要用于制造锤锻模、压力机锻模、热挤压模和压制模,他们的工作条件有很大差别。

影响热作模具工作条件的因素主要有:

1.锻压设备的构造及特性 锻锤(空气锤、蒸汽锤、无砧座锤、高速锤等)

在工作时产生巨大的冲击功,使炽热的毛坯在模具型腔内成形,因此,锤锻模具是在高湿、高压、高速冲击载荷下工作。压力机(曲柄机械压力机、摩擦压力机、油压机、水压机)的加载速度比锻锤低的多,因此,压力机模具承受的载荷近于静载。

2.毛坯材料的性质

由于金属材料不同,它们的熔点和锻造加热温度差别很大,所以,模具的工作条件也各不相同。

3.模具的润滑及冷却方式

在金属塑性成形时,采用适当的润滑剂,可减少摩擦系数,使变形抗力下降,其降低的幅度通常为30%~40%,这有助于减轻模具的磨损及防止模具断裂的危险性。同时,为防止模具温度过高,热作模具必须采用冷却措施,生产实践证明,正确而有效的冷却对提高模具的使用寿命。
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