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模具钢性能要素

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1.硬度和红硬性(热稳定性)


硬度是模具钢购重要性能指标。模具在工作中应能在压应力的作用下,保持其形状和尺寸不会迅速发生变化。因此,经过热处理后的模具应具有足够高的硬度,如冷作摸具一般硬度在HRC60以上,而热作摸具硬度可适当降低,一般在HRC42~50范围内。


红硬性是指模具在受热或高温工作条件下,能够保持组织和性能稳定,具有抗软化的能力,在600~600℃条件下,仍保持足够高的硬度。钢的红硬性主要决定于钢的化学成分和热处理制度,它是热作模具钢的重要性能指标之—。


2.耐磨性


模具在工作中承受相当大的压应力和摩擦力,要求模具在这种条件下仍能保持其尺寸及形状不变,持久耐用。模具在工作时主要是遭受滑动摩擦,其磨损情况很复杂,模具的耐磨性不仅取决于钢的成分、组织和性能,而且与工作温度、载荷(压力)状态,润滑介质等有较大的关系。提高钢的硬度、有利于提高钢的耐磨性,但到了一定硬度值之后,再提高硬度对提高耐磨性所起的作用就不显著了。


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3.强度和韧性


模具在工作中承受最大负荷以及冲击、震动、扭转和弯曲等复杂应力。重负荷助模具往往由于强度不够、韧性不足,造成模具边缘或局部断裂而提前损坏。因此,使模具钢保持足够的强度和韧性,有利于延长模具寿命。但是,钢的晶粒度和钢中碳化物的数量、大小及分布情况以及残余奥氏体量等,均对钢的强度和韧性有很大的影响。例如,随着钢中晶粒的长大和碳化物分布不均匀度的增加,钢的强度下降,而对韧性的影响则更为明显。实践表明,根据使用条件和性能要求,合理地选模具钢的化学成分、组织状态及热处理工艺,能够得到足够高的强度和韧性的最佳配合。


此外,对模具钢而言,还需要根据各种模具的工作条件,分别考虑高温强度、热疲劳导、导热性及耐腐蚀等性能。


由于模具钢多半是在高硬度、高强度、高耐磨性及足够韧性状态下使用,所以要求模具钢的冶金质量高,应尽量减少钢中气体含量、非金屑夹杂物和有害元素(硫、磷等)含量,同时,为了保证钢材具有良好的性能,还要经过正确的热压力加工(锻、轧),以改变断面形状、改变铸态组织和性质,然后经冷切削加工而制成一定形状的模具,再进行最终热处理(正火、淬火及回火),这样才能得到模具所要求的使用性能。因此,模具钢的工艺性能对模具制造同样是个十分重要的因素。


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