在工作过程中,模具承受着冲击载荷,为了减少在使用过程中的折断、崩刃等形式的损坏,要求模具钢具有一定的韧性。
模具钢的化学成分,晶粒度,纯净度,碳化物和夹杂物等的数量、形貌、尺寸大小及分布情况,以及模具钢的热处理制度和热处理后得到的金相组织等因素都对钢的韧性带来很大的影响。特别是钢的纯净度和热加工变形情况对于其横向韧性的影响更为明显。钢的韧性、强度和耐磨性往往是相互矛盾的。因此,要合理地选择钢的化学成分并且采用合理的精炼、热加工和热处理工艺,以使模具材料的耐磨性、强度和韧性达到最佳的配合。
决定模具使用寿命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性。模具在工作中承受相当大的压应力和摩擦力,要求模具能够在强烈摩擦下仍保持其尺寸精度。模具的磨损主要是机械磨损、氧化磨损和熔融磨损三种类型。为了改善模具钢的耐磨性,就要既保持模具钢具有高的硬度,又要保证钢中碳化物或其他硬化相的组成、形貌和分布比较合理。对于重载、高速磨损条件下服役的模具,要求模具钢表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜,保持润滑作用,减少模具和工件之间产生粘咬、焊合等熔融磨损,又能减少模具表面进行氧化造成氧化磨损。
冷作模具
(1)分为五组:w组、o组、a组、d组、s组。 ◆ w组即水淬模具钢,有11个钢种,7个碳素模具钢,含碳量从0.7%-1.3%。 ◆ o组即油淬冷作模具钢(俗称油钢),有4个钢种,含碳量在0.85%-1.55%, ◆ a组即空淬中合金冷作模具钢,有9个钢种,含碳量从0.5%-2.25%。 ◆ d组即高碳高铬冷作模具钢,有7个钢种,含碳量0.9%-2.5%。 ◆ s组即耐冲击工具钢,有7个钢种,含碳量0.4%-0.6%。 用于冷作模具还有高速钢(hss组)和超高速钢(shss组),钴基硬质合金和钢结硬质合金(ha组),粉末钢和工程陶瓷(pim组),碳钨工具钢(f组),特殊用途工具钢(l组)。 (2)冷作模具钢的选用 冷作模具钢的主系列是高硬冷作类,主要用于要求高抗压和耐磨为主的模具,硬度高于hrc60-62。对于要求耐冲击、韧性高的模具,硬度低于hrc60- 62,主要用s类和部份a类和最普通的调质钢、弹簧钢、热作模具或基体钢。对于大型冲压模,如汽车外型冲压件,主要用铸铁类。简易或寿命数量少的用锌基合金或高分子复合材料。 高速钢和超高速钢在冷作模具中的应用迅速增长。主要是有高的抗压强度/硬度 比值。且硬度可在hrc60-70之间选择。 粉末模具钢有优良的耐磨寿命,硬度不大高hrc60-62,应用相当多。 碳素工具钢在寿命10万件的冲头或软材料冲压模仍有一定的应用范围。
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