模具知识讲堂：模具选材的三个原则

pm2015

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（一）模具满足工作条件要求

    1、耐磨性

    坯料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。

    硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下，模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。

    2、强韧性

    模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击负荷，从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断，模具要具有较高的强度和韧性。

    模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。

    3、疲劳断裂性能

    模具工作过程中，在循环应力的长期作用下，往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。

    模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。

    4、高温性能

    当模具的工作温度较高进，会使硬度和强度下降，导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因模具材料应具有较高的抗回火稳定性，以保证模具在工作温度下，具有较高的硬度和强度。

    5、耐冷热疲劳性能

    有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态，使型腔表面受拉、压力变应力的作用，引起表面龟裂和剥落，增大摩擦力，阻碍塑性变形，降低了尺寸精度，从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一，帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。

    6、耐蚀性

    有些模具如塑料模在工作时，由于塑料中存在氯、氟等元素，受热后分解析出hci、hf等强侵蚀性气体，侵蚀模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加剧磨损失效。

    （二）模具满足工艺性能要求

    模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量，降低生产成本，其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。

    1、可锻性

    具有较低的热锻变形抗力，塑性好，锻造温度范围宽，锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。

    2、退火工艺性

    球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。

    3、切削加工性

    切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。

    4、氧化、脱碳敏感性

    高温加热时抗氧化怀能好，脱碳速度慢，对加热介质不敏感，产生麻点倾向小。

    5、淬硬性

    淬火后具有均匀而高的表面硬度。

    6、淬透性

    淬火后能获得较深的淬硬层，采用缓和的淬火介质就能淬硬。

    7、淬火变形开裂倾向

    常规淬火体积变化小，形状翘曲、畸变轻微，异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低，对淬火温度及工件形状不敏感。

    8、可磨削性

    砂轮相对损耗小，无烧伤极限磨削用量大，对砂轮质量及冷却条件不敏感，不易发生磨伤及磨削裂纹。

    （三）模具满足经济性要求

    在给模具选材是，必须考虑经济性这一原则，尽可能地降低制造成本。因此，在满足使用性能的前提下，首先选用价格较低的，能用碳钢就不用合金钢，能用国产材料就不用进口材料。另外，在选材时还应考虑市场的生产和供应情况，所选钢种应尽量少而集中，易购买。

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（一）模具满足工作条件要求

    1、耐磨性

    坯料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。

    硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下，模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。

    2、强韧性

    模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击负荷，从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断，模具要具有较高的强度和韧性。

    模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。

    3、疲劳断裂性能

    模具工作过程中，在循环应力的长期作用下，往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。

    模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。

    4、高温性能

    当模具的工作温度较高进，会使硬度和强度下降，导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因模具材料应具有较高的抗回火稳定性，以保证模具在工作温度下，具有较高的硬度和强度。

    5、耐冷热疲劳性能

    有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态，使型腔表面受拉、压力变应力的作用，引起表面龟裂和剥落，增大摩擦力，阻碍塑性变形，降低了尺寸精度，从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一，帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。

    6、耐蚀性

    有些模具如塑料模在工作时，由于塑料中存在氯、氟等元素，受热后分解析出hci、hf等强侵蚀性气体，侵蚀模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加剧磨损失效。

    （二）模具满足工艺性能要求

    模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量，降低生产成本，其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。

    1、可锻性

    具有较低的热锻变形抗力，塑性好，锻造温度范围宽，锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。

    2、退火工艺性

    球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。

    3、切削加工性

    切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。

    4、氧化、脱碳敏感性

    高温加热时抗氧化怀能好，脱碳速度慢，对加热介质不敏感，产生麻点倾向小。

    5、淬硬性

    淬火后具有均匀而高的表面硬度。

    6、淬透性

    淬火后能获得较深的淬硬层，采用缓和的淬火介质就能淬硬。

    7、淬火变形开裂倾向

    常规淬火体积变化小，形状翘曲、畸变轻微，异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低，对淬火温度及工件形状不敏感。

    8、可磨削性

    砂轮相对损耗小，无烧伤极限磨削用量大，对砂轮质量及冷却条件不敏感，不易发生磨伤及磨削裂纹。

    （三）模具满足经济性要求

    在给模具选材是，必须考虑经济性这一原则，尽可能地降低制造成本。因此，在满足使用性能的前提下，首先选用价格较低的，能用碳钢就不用合金钢，能用国产材料就不用进口材料。另外，在选材时还应考虑市场的生产和供应情况，所选钢种应尽量少而集中，易购买。

jianfengmoju

国外的高端模具企业就是如此，这些企业虽然规模不大，但是利润很高，人才流失小，对这类企业来说，“笼络人心”，从而在技术上积累和进步才是关键。 模具结构的优化设计 应采用计算机对模具进行优化设计（数值模似）辅助以物理模拟，以保证金属顺畅流动，充满模膛且应力分布均匀。设计模具时充分利用CAD系统功能对产品进行二维和三维设计，这样保证产品原始信息的统一性和精确性，避免人为因素造成错误，提高模具设计质量。产品三维立体的造型过程，可以在锻造前全面反映出产品的外在形状，并及时发现原始设计中可能存在的问题。锻造模具结构对锻件质量、生产率、劳动强度、锻模使用寿命以及锻模的加工制造都有一定影响，其重要性并不亚于各种模膛的设计。

郁飞龙

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kjbiegrw

Titan

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9SUNS

高手中的高手

禅语

谢谢分享！！！

MR.王

流浪风野

看看,学习下

lhystkr

太好了,ganxie

鸣凤山人

多谢坛主

Winston

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