模具材料的主要性能指标

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各种模具的工作条件不同，对模具材料的性能要求也不同。为了使所选用的模具材料满足模具的使用要求，应对模具材料的性能及其影响因素有比较全面而又深人的了解。
    一、强度
    强度是表征材料变形抗力和断裂抗力的性能指标。
    评价冷作模具材料塑性变形抗力的指标主要是常温下的屈服点，.或屈服强度0"0.2;评价热作模具材料塑性变形抗力的指标则应为高温屈服点或高温屈服强度。为了确保模具在使用过程中不会发生过量塑性变形失效，模具材料的屈服点必须大于模具的工作应力。热作模具的加工对象是高温软化状态的坯料，故所受的工作应力要比冷作模具小得多。但热作模具与高温坯料接触的部分会受热而软化，因此，模具的表面层须有足够的高温强度。反映冷作模具材料的断裂抗力指标是室温下的抗拉强度、抗压强度和抗弯强度等。虑热作模具的断裂抗力时，还应包括断裂韧度的因素。
   二、硬度与热硬性
   硬度是衡量材料软硬程度的性能指标。作为成形用的模具应该具有足够高的硬度，才能确保使用性能和使用寿命。如冷作模具一般硬度在52－60HRC范围内，而热作模具硬度一般在40－52HRC范围内。
   硬度实际上是一种综合的力学性能，因此，模具材料的各种性能要求，在图样上一般只能过标注硬度来表示。
   热硬性是指模具在受热或者高温条件下保持高硬度的能力。多数热作模具和某些冷作模具应具有一定的热硬性，才能满足模具的工作要求。
   钢的硬度和热硬性主要取决于钢的化学成分、热处理工艺及钢的表面处理工艺。
   三、耐磨性
    零件成形时材料与模具型腔表面发生相对运动，使型腔表面产生了磨损，从而使模具的尺寸精度、形状和表面粗糙度发生变化而失效。耐磨性指标可采用常温下的磨损量或相对耐磨性表示。磨损是一种复杂的过程，在模具中常遇到的磨损形式有:磨料磨损、粘着磨损、氧化磨损和疲劳磨损等。
    影响磨损的因素很多，除模具工作过程的润滑情况以外，还在很大程度上取决于模具材料的化学成分、组织状态、力学性能等。如模具的表面硬度越高，耐磨性一般也越好;钢的组织中，马氏体的耐磨性较好，下贝氏体的耐磨性最好。另外，钢中碳化物的性质、数量和分布状态对耐磨性也有显著的影响。
      四、韧性
    韧性是材料在冲击载荷作用下抵抗产生裂纹的一个特性，反映了模具的脆断抗力，常用冲击韧度aK来评定。冷作模具材料因多在高硬度状态下使用，在此状态下aK值很小，很难相互比较，因而常根据静弯曲挠度的大小，比较其韧性的高低。工作时承受巨大冲击载荷的模具，须把冲击韧度作为一项重要的性能指标。如通常要求锤锻模具用钢的aK值不应低于30J/cm 2，而压力机模具用钢的冲击韧度可低于锤锻模用钢。对于某些热作模具材料和高强度冷作模具钢，有时还需考虑其断裂韧度。
    韧性不是单一的性能指标，而是强度和塑性的综合表现。影响韧性的因素主要是钢的成分、组织和冶金质量。碳含量愈低，杂质愈少，钢的韧性愈高;细晶粒组织、板条状马氏体组织、下贝氏体组织和高温回火组织都具有高的韧性。
    五、疲劳性能
    模具工作时承受着机械冲击和热冲击的交变应力，热作模具在工作过程中，热交变应力会更明显地导致模具热裂。受应力和温度梯度的影响，往往在型腔表面形成浅而细的裂纹，
它的迅速传播和扩展会导致模具失效。
    影响疲劳抗力的因素取决于钢的化学成分及组织的不均匀性，如钢中化学成分不均匀或存在非金属夹杂物、气孔、显微裂纹等均可导致钢的疲劳抗力降低，因为在交变应力的作用下，首先在这些薄弱地区产生疲劳裂纹并发展成为疲劳破坏。
    六、耐热性
    热作模具、部分成形模具或冷作模具等，由于工作温度较高，通常需要考虑模具材料的耐热性。当模具工作温度升高时，在常温下各种起强化作用的介稳组织要转变为稳定组织(如马氏体分解、碳化物聚集长大等)，这将导致材料的强度、硬度等力学性能指标下降，www.vtoall.com同时氧化情况也趋于加重。因此，保证耐热性的关键是模具的组织应有较好的热稳定性。
    高温材料的热稳定性常以600 - 700℃时的屈服强度表示，它与钢的回火稳定性有关。因此加人某些合金元素提高钢的再结晶温度、增加钢中基体组织和碳化物的稳定性都能增加钢的耐热性。
    七、耐蚀性
    部分塑料模和压铸模在工作时，受到被加工材料的腐蚀，从而加剧模腔表面磨损。所以这些模具材料应具有相应的耐腐蚀性。合金化或进行表面处理是提高模具钢耐蚀性的主要方法。