鍛（duàn）造模具材料的（de）物理性能知識（shí）

鍛（duàn）造模具材料的物理性能（néng）知識

  鍛造模具材料的物理性能知識
  在模具使用溫度(室溫至最高工作溫度)範圍內具有良好的（de）抗拉強度、屈（qū）服強度、斷麵收縮率、延伸率、沖擊韌性和硬度等力學性能的匹配。
  1)抗拉強度和屈服強度
  不同類型的模具（jù）對鍛造模具材料所要求的力學性能具體指（zhǐ）標有所側重，同時不應僅考慮室溫力學性能而忽視更重要的實際工作溫度的（de）性能指標;切忌追求盲目脫離實際的全麵高（gāo）指標。例如：在冷鍛變形抗力極高的難變（biàn）形合（hé）金（jīn）鍛件時，當模具承受的應（yīng）力超過鍛造（zào）模具材（cái）料在使用溫度下的抗拉強度（dù）時，會導致模具開裂（liè）報廢;如果模具（jù）承受的應力超過鍛造模具材料在使用溫度下（xià）的屈（qū）服強度（dù）時，則會（huì）引（yǐn）起模具塌陷等永久變形，導致（zhì）鍛件超差。在這（zhè）種條件下，就要選擇抗拉強度（dù）和（hé）屈服（fú）強度高的鍛（duàn）造模具材料，一般，鍛造模具材料的（de）抗拉強度（dù）應大於應承受應力的30%以上。
  2)沖擊韌性、斷麵收縮率（lǜ）和延伸率
  由於鍛（duàn）造模具材料的沖（chòng）擊韌性指標的選擇與鍛造載（zǎi）荷性質密切相關，因此，對於鍛錘和螺旋壓力機等沖擊載荷設備使用的模具，如果鍛造模具材料的沖擊韌性低，模具有可能發生開裂而報廢;在這種條件下，就要選擇沖擊韌性高的鍛造模具材料（liào）。
  對於斷麵收縮率和延伸率高的鍛造模具材料，可以在出現微小裂紋（wén）的情況下繼續使用，而不致於很快（kuài）就破裂，因此，在抗拉強度、屈服強度和硬度指標許可條件下（xià），盡（jìn）可能地提（tí）高其斷麵收縮率（lǜ）和延伸率。
  3)硬（yìng）度
  鑒於硬度除了與強度指標有對應關係外，還與模具的（de）耐磨性密切相關，在沖擊韌性、斷麵收縮率和延（yán）伸率等指標許（xǔ）可條件下，盡可能地提高其硬度(或耐磨性)。鍛模硬度（dù）和紅硬性是鍛（duàn）模材料的（de）重要性能，模（mó）具在（zài）高溫下工作（zuò）應能保持其形狀和尺寸不發生變化。
  眾所周知，同一個鍛造模具材料的抗拉強度、屈（qū）服強度、硬度和（hé）斷麵收縮率、延伸率、沖擊韌性之間存在著相互矛盾的關係，如果提高前者，必須要犧牲後（hòu）者，這就需要根據具體模具的實際工作環境（jìng）來選擇相（xiàng）應的性能匹配。
  必（bì）須指出，材料的（de）硬度在一定程度不但可（kě）以反映強度水平，而且（qiě）硬度（dù）和耐磨性有著甘種對應關係，一般硬（yìng）度高的材料，其耐（nài）磨性也好，因此，許多鍛（duàn）造模具材料通常隻簡單地規定（dìng）對硬度的（de）要求。
  2.疲勞性能
  鍛造模具（jù）材料（liào）的疲勞性能包括機械疲勞和冷熱疲勞兩種。熱作模具長期在高（gāo）機械載荷至零機（jī）械載荷及200℃～600℃溫度區（qū）間（jiān）交（jiāo）替循環，這兩種脈沖的加載和卸載所（suǒ）造（zào）成應力的（de）疊加，久而（ér）久之，模膛（táng）表麵會萌生出微裂紋;微裂紋進一步發展就（jiù）會加（jiā）速模具磨損、產生碎塊，從（cóng）而導致模具失效，所以要求鍛造模具材料應該具（jù）有良好的抗機械（xiè）疲勞和（hé）抗冷熱疲勞（láo）性能。
  3.組織穩定性
  通常，熱作模（mó）具的工作溫度在200℃～600℃甚至更高，在這（zhè）樣寬的溫度（dù）區間（jiān）以及脈沖式的熱負（fù）荷和（hé）機械負荷長期作用（yòng）下，會引（yǐn）起鍛造模具材料組織的變化和性能(如硬度)的不穩定性，導（dǎo）致加速磨損、塑性變形和龜裂，從（cóng）而使模具提前失效。因此，鍛模材料的穩（wěn）定性（xìng）對鍛模的使（shǐ）用壽命具（jù）有重要的意（yì）義。鍛模材料良（liáng）好的導熱性和（hé）耐回火（huǒ）性，可使鍛模在複雜的工作條件下保持模具表麵（miàn）的硬度（dù）和組織穩定性。
  檢查鍛造（zào）模具材料組織（zhī）穩定性常用的簡單方法：在模具的工作（zuò）溫度長時間保溫(通常選擇預定的壽命期)，然（rán）後測量（liàng）不同溫度（dù）和不（bú）同時間的（de）對應的硬度，硬度值可以定性地反映（yìng）材（cái）料的抗（kàng）拉（lā）強度和抗磨損的水（shuǐ）平。
  4.冷熱加工工藝性能
  鍛模材料（liào）是（shì）在高硬（yìng）度、高強度、高耐磨性及（jí）足夠韌性的狀態下使用，其冷熱加工都（dōu）十分困難，因此，要（yào）求鍛造模具材料應具（jù）有對模（mó）具的綜合技術經濟指標有重要影響的良好冶（yě）煉、鑄造、鍛（duàn）造、切削加工、熱處理（lǐ）和表麵處理（lǐ）和冷熱加工工藝性能。
  5.冶金質量
  鍛造模具材料的冶金質量對模具的可靠性、壽命和經濟性有十分重要的影響。模具任何部位的低倍和高倍組（zǔ）織及力學性能（néng）都必須符合（hé）技術條件的要求，不允許有目視可見的（de）非金屬和金屬（shǔ）夾雜物、縮孔、晶粒不均勻、嚴重偏析和疏鬆、白點、裂紋、萘狀（zhuàng）斷口等（děng）低倍組織缺陷，以及（jí）過燒（shāo）、過熱、嚴重脫碳、滲碳等高倍組（zǔ）織缺陷。
  模具鋼成分確定後(按國家或企業標準)，決定模具鋼（gāng）模（mó）塊質量（liàng）的主要因素是冶金工藝和後續加工工藝。生產實踐證明，采用電渣爐冶煉的鋼比較好，純（chún）度高、致密、均勻、各向異性小，電（diàn）渣鋼錠（dìng）再經鍛造（zào）熱變形、反複鐓拔和相應熱處理等工序製作的模塊比（bǐ）較適於製造鍛模。
  6.淬透性
  模具鋼的淬透性越高（gāo），其淬硬層(表麵的馬氏體組織至半（bàn）馬氏（shì）體組（zǔ）織的深度)越深，則模具耐磨性好。淬透性（xìng）是衡量模具鋼接受淬火能（néng）力的重（chóng）要標誌，是選擇模具鋼及其熱處理工藝的重要依據。
  7.物理性能
  鍛模材料（liào）要求導（dǎo）熱（rè）性（xìng）能好，以保證模具模膛表麵的熱量盡快傳導散失，避免模具（jù）因（yīn）工作部分表麵溫度過高而降低其力學性能。保（bǎo）持模具應有的硬度，有利於（yú）減少熱磨損及熱疲勞損傷。
  Toolox具備高硬度，高強度，高韌性，尺寸穩定性好,無（wú）需熱處理,減少熱處理以及再次精（jīng）加工的時間,耐磨性和加工性能（néng）好，抗疲勞性能優異等優勢，應用於熱鍛模具領域，如汽車曲軸、連杆、燃氣灶爐頭、斧頭、等熱加工、鍛造（zào）等，具有較高的韌性和穩定性，通過氮化更是（shì）可以提升使用壽命，是模具（jù）鋼材領域上（shàng）值得信賴（lài）的最佳選擇。

• 2024/10/17
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