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熱作模具鋼在工作時(shí)承受著很大的沖擊力,模腔和高溫金屬接觸,反復(fù)地加熱和冷卻,其使用條件極其惡劣。為了滿足熱作模具的使用要求,熱作模具鋼應(yīng)具備下列基本特性:
(1)高的熱穩(wěn)定性。熱穩(wěn)定性是指鋼材在高溫下可長時(shí)間保持其常溫力學(xué)性能的能力。熱作模具工作時(shí),接觸的是熾熱的金屬,甚至是液態(tài)金屬,所以模具表面溫度很高,一般為400~700℃。這就要求熱作模具鋼在高溫下不發(fā)生熱化,具有高的熱穩(wěn)定性,否則模具就會(huì)發(fā)生塑性變形,濟(jì)南模具鋼價(jià)格,造成堆塌而失效。
(2)優(yōu)良的耐熱疲勞性,熱作模具的工作特點(diǎn)是反復(fù)受熱受冷,模具一時(shí)受熱膨脹,一時(shí)又冷卻收縮,形成很大的熱應(yīng)力,而且這種熱應(yīng)力是方向相反,交替產(chǎn)生的。在反復(fù)熱應(yīng)力作用下,模具表面會(huì)形成網(wǎng)狀裂紋(龜裂),這種現(xiàn)象稱為熱疲勞,模具因熱疲勞而過早地?cái)嗔?,是熱作模具失效的主要原因之一。所以熱作模具鋼必須要有良好的熱疲勞性?
(3)較高的高溫強(qiáng)度和良好的韌性。熱作模具,尤其是熱鍛模,工作時(shí)承受很大的沖擊力,濟(jì)南模具鋼價(jià)格,而且沖擊頻率很高,如果模具沒有高的強(qiáng)度和良好的韌性,濟(jì)南模具鋼價(jià)格,就容易開裂。
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熱作模具鋼在服役條件下除了承受載荷的周期性變化之外,還受到高溫及周期性的急冷急熱的作用,因此,評(píng)價(jià)熱作模具鋼的斷裂抗力應(yīng)重視材料的熱機(jī)械疲勞斷裂性能。熱機(jī)械疲勞是一種綜合性能的指標(biāo),它包括熱疲勞性能、機(jī)械疲勞裂紋擴(kuò)展速率和斷裂韌性三個(gè)方面。
熱疲勞性能反映材料在熱疲勞裂紋萌生之前的工作壽命,抗熱疲勞性能高的材料,萌生熱疲勞裂紋的熱循環(huán)次數(shù)較多;機(jī)械疲勞裂紋擴(kuò)展速率反映材料在熱疲勞裂紋萌生之后,在鍛壓力的作用下裂紋向內(nèi)部擴(kuò)展時(shí),每一應(yīng)力循環(huán)的擴(kuò)展量;斷裂韌性反映材料對(duì)已存在的裂紋發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展的抗力。斷裂韌性高的材料,其中的裂紋如要發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展,必須在裂紋前端具有足夠高的應(yīng)力強(qiáng)度因子,也就是必須有較大的裂紋長度。在應(yīng)力恒定的前提下,在一種模具中已經(jīng)存在一條疲勞裂紋,如果模具材料的斷裂韌性值較高,則裂紋必須擴(kuò)展得更深,才能發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展。
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冷軋模具鋼包括冷沖模、拉絲模、拉延模、壓印模、搓絲模、滾絲板、冷鐓模和冷擠壓模等。冷作模具用鋼,按其所制造具的工作條件,應(yīng)具有高的硬度、強(qiáng)度、耐磨性、足夠的韌性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。用于這類用途的合金工具用鋼一般屬于高碳合金鋼,碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.80%以上,鉻是這類鋼的重要合金元素,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常不大于5%。但對(duì)于一些耐磨性要求很高,淬火后變形很小模具用鋼,鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)13%,并且為了形成大量碳化物,鋼中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)也很高,可達(dá)2.0%~2.3%。冷作模具鋼的碳含量較高,其組織大部分屬于過共析鋼或萊氏體鋼。常用的鋼類有高碳低合金鋼、高碳高鉻鋼、鉻鉬鋼、中碳鉻鎢釧鋼等。
熱軋模具鋼分為錘鍛、模鍛、擠壓和壓鑄幾種主要類型,包括熱鍛模、壓力機(jī)鍛模、沖壓模、熱擠壓模和金屬壓鑄模等。熱變形模具在工作中除要承受巨大的機(jī)械應(yīng)力外,還要承受反復(fù)受熱和冷卻的作用,而引起很大的熱應(yīng)力。熱作模具鋼除應(yīng)具有高的硬度、強(qiáng)度、紅硬性、耐磨性和韌性外,還應(yīng)具有良好的高溫強(qiáng)度、熱疲勞穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性和耐蝕性,此外還要求具有較高的淬透性,以保證整個(gè)截面具有一致的力學(xué)性能。對(duì)于壓鑄模用鋼,還應(yīng)具有表面層經(jīng)反復(fù)受熱和冷卻不產(chǎn)生裂紋,以及經(jīng)受液態(tài)金屬流的沖擊和侵蝕的性能。這類鋼一般屬于中碳合金鋼,碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.30%~0.60%,屬于亞共析鋼,也有一部分鋼由于加入較多的合金元素(如鎢、鉬、釩等)而成為共析或過共析鋼。常用的鋼類有鉻錳鋼、鉻鎳鋼、鉻鎢鋼等。
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H13鋼和3Cr2W8V鋼是我國目前使用廣的兩種熱作模具鋼,其中H13鋼因其良好的綜合力學(xué)性能及抗冷熱疲勞性能,能夠勝任一般模鍛工況的要求。但由于H13鋼作為中耐熱型熱作模具鋼,其工作溫度不宜超過600℃,且淬透性差不利于制造大截面模具,其應(yīng)用受到限制。
3CrW8V鋼是我國較早使用且應(yīng)用廣的**熱性熱作模具鋼,其熱穩(wěn)定性良好,使用溫度可達(dá)650℃,但因其冷熱疲勞性能和導(dǎo)熱性差,容易因冷熱疲勞而產(chǎn)生龜裂甚至斷裂。而中合金DM鋼為某科研團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的新型熱作模具鋼。科研人員通過3種熱鍛模具鋼熱穩(wěn)定曲線的測(cè)定及微觀組織的觀察,對(duì)比分析3種鋼熱穩(wěn)定性能的優(yōu)劣及在熱穩(wěn)定過程中微觀組織的變化。熱穩(wěn)定試驗(yàn)的試樣尺寸為10mm×10mm×15mm,采用S2-5-12箱式爐分別將試樣在580、620、650℃保溫24h,然后采用69-1型洛氏硬度計(jì),按照GB/T230.1-2000測(cè)試不同溫度下3種試驗(yàn)鋼的洛氏硬度值。
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在高溫下**度鋼的成型,EP油基潤滑油失去了它的性能,無法在極溫應(yīng)用中提供物理的模具保護(hù)隔膜。而極溫型的IRMCO高固體聚合物潤滑劑則可以提供必要的保護(hù)。隨著金屬在沖壓模具中變形,溫度不斷升高,EP油基潤滑油都會(huì)變薄,有些情況下會(huì)達(dá)到閃點(diǎn)或者燒著(冒煙)。IRMCO高分子聚合物潤滑劑一般開始噴上去時(shí)稠度低得多。隨著成形過程中溫度的上升,會(huì)變得更稠更堅(jiān)韌。實(shí)際上高分子聚合物極溫潤滑劑都有“熱尋性”而且會(huì)粘到金屬上,形成一個(gè)可以降低摩擦的隔膜。這個(gè)保護(hù)屏障可以允許工件延展,在工件成型時(shí)沒有破裂和粘接,以此來控制摩擦和金屬流動(dòng)。有效的保護(hù)了模具,延長了模具使用壽命,提高了沖壓的強(qiáng)度。
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無錫鐵島模具鋼材有限公司致力于五金、工具,以科技創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)***管理的追求。公司自創(chuàng)立以來,投身于模具鋼P(yáng)20,NAK80,冷沖模SKD11,冷沖模cr12,是五金、工具的主力軍。鐵島模具鋼材致力于把技術(shù)上的創(chuàng)新展現(xiàn)成對(duì)用戶產(chǎn)品上的貼心,為用戶帶來良好體驗(yàn)。鐵島模具鋼材始終關(guān)注五金、工具市場(chǎng),以敏銳的市場(chǎng)洞察力,實(shí)現(xiàn)與客戶的成長共贏。
文章來源地址: http://www.cdcfah.com/cp/3041967.html
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