抗冲击冷作模具钢论文摘要

抗冲击冷作模具钢论文摘要

问:深冷技术能给工模具钢带来哪些优势
  1. 答:深冷技术是近年来兴起的一种提升模具钢工件性能的新工艺。在深冷加工过程中,金属中大量残余奥体转变为马氏体,可以使马氏体晶格畸变减少,微观应力降低,而细小弥散的碳化物在材料塑性变形时可以阻碍位错运动,从而强化基体组织。
    优特性大概如下:
    硬质合金刀具、刃具、钻头耐磨性能和使用寿命的提高。
    高速工具钢刀具、刃具、量具、钻头耐磨性能和使用寿命的提高。
    金刚石钻头、锯片、顶锤的性能发送和热稳定性提高。
    精密机械零件尺寸稳定性能的提高。
    机械制造业中的热模具、冷作模具抗冲击能力和使用寿命提高;
    油嘴、弹簧、齿轮、轴承耐磨性能和使用寿命的提高。
    深冷技术提高和改变模具钢材性能比较有效、经济快捷的技术手段。
问:冷作模具材料热作模具材料和塑料模具材料服役条件性能和热处理之间的异同点
  1. 答:好的冷冲模具钢材应该具有:高强度、高硬度、高耐磨性、高韧性等性能;
    热作模具钢应该具体以下特点:
    1)在高温下,具有较高的强度、硬度、抗回火的稳定性和热冲击韧度。
    2)应具有较好的导热性和抗热疲劳性。
    3)在高温下不易氧化,能抵抗液态金属的粘附和
    4)材料热膨胀系数较小。
    5)材料热处理变形较小,淬透性良好。
    6)可锻性能良好,切削加工性能良好。
    7)修复或修改时能熔焊。
    制作注塑模具的材料应具有以下特点:
    1.易于加工: 注塑模具的结构形状比较复杂,为了缩短生产周期、提高效率,要求模具材料易于加工成图纸所要求的形状和精度。
    2.耐磨性好:塑件表面的光泽度和精度都和模具型腔表面的耐磨性有直接关系,特别是有些塑料中加人了玻纤、无机填料及某 些颜料时,它们和塑料熔体一起在流道、模腔中髙速流动,对型腔表面的摩擦很大,若材料不耐磨,很快就会磨损,使塑件质量受到损伤。
    3.高耐蚀性:很多树脂和添加剂对型腔表面都有腐蚀作用, 这种腐蚀使型腔表面金属溶蚀、剥落,表面状况变坏、塑件质量变差。所以,最好使用耐蚀钢,或对型腔表面进行镀铬、钹镍处理。
    4.良好的尺寸稳定性:在注塑成型时,注塑模具型腔的温度要达到300℃以上。为此,最好选用经适当回火处理的工具钢(热处理钢)。否则会引起材料微观结构的改变,从而造成模具尺寸的变化。
    5.受热处理影响小:为了提髙硬度和耐磨性,一般对模具要进行热处理,但这种处理应使其尺寸变化很小。
    6.抛光性能好:塑件通常要求具有良好的光泽和表面状态, 因此要求型腔表面的粗糙度非常小,这样,对型腔表面必须进行表面加工,如抛光、研磨等。
问:冷作模具钢的典型特点有哪些?
  1. 答:冷作模具钢的使用性能
    1)较高的耐磨性
    冷作模具在工作时,表面与坯料之间产生许多次摩擦,模具在这种情况下必须仍能保持较低的表面粗糙度值和较高的尺寸精度,以防止早期失效。
    由于模具材料的硬度和组织是影响模具耐磨性能的重要因素,因此为了提高冷作模具的抗磨性能,通常要求模具硬度高于加工件硬度30%~50%,材料的组织为回火马氏体或下贝氏体,其上分布均匀、细小的颗粒状碳化物。要达到此目的,钢中的碳的质量分数一般都在0.60%以上。
    2)较高的强度和韧性
    模具的强度是指模具零件在工作过程中抵抗变形和断裂的能力。强度指标是冷作模具设计和材料选择的重要依据,主要包括拉伸屈服点、压缩屈服点等。屈服点是衡量模具零件塑性变形抗力的指标,也是最常用的强度指标。为了获得高的强度,在模具制造过程中,要模具材料的韧性,要根据模具工作条件来决定,对于强烈冲击载荷的模具,如冷作模具的凸模、冷镦模具等,因受冲击载荷较大,需要高的韧性。对于一般工作条件下的冷作模具,通常受到的是小能量多次冲击载荷的作用,模具的失效形式是疲劳断裂,因此模具不必具有过高的冲击韧度值。
    3)较强的抗咬合性
    咬合抗力实际就是对发生“冷焊”的抵抗能力。通常在干摩擦条件下,把被试验模具钢试样,与具有咬合倾向的材料(如奥氏体钢),进行恒速对偶摩擦运动,以一定速度逐渐增大载荷,此时转矩也相应增大。当载荷加大到某一临界值时,转矩突然急剧增大,这意味着发生咬合,这一载荷称为“咬合临界载荷”。临界载荷越高,标志着咬合抗力越强。
    4)受热软化能力
    受热软化能力反映了冷作模具钢在承载时温升对硬度、变形抗力及耐磨性的影响。表征冷作模具钢受热软化抗力的指标主要有软化温度(℃)和二次硬化硬度(HRC)。
  2. 答:模具钢是用来制造冷冲模、热锻模、压铸模等模具的钢种。模具是机械制造、无线电仪表、电机、电器等工业部门中制造零件的主要加工工具。模具的质量直接影响着压力加工工艺的质量、产品的精度产量和生产成本,而模具的质量与使用寿命除了靠合理的结构设计和加工精度外,主要受模具材料和热处理的影响。
    在模具生产成本中,材料费用一般占10%~20%,而机械加工、热处理、装配和管理费用占80%以上,所以模具材料的工艺性能是影响模具的生产成本和制造难易的主要因素之一。
    可加工性
    ——热加工性能,指热塑性、加工温度范围等;——冷加工性能,指切削、磨削、抛光、冷拔等加工性能。
    冷作模具钢大多属于过共析钢和莱氏体钢,热加工和冷加工性能都不太好,因此必须严格控制热加工和冷加工的工艺参数,以避免产生缺陷和废品。另一方面,通过提高钢的纯净度,减少有害杂质的含量,改善钢的组织状态,以改善钢的热加工和冷加工性能,从而降低模具的生产成本。
    为改善模具钢的冷加工性能,自20世纪30年代开始,研究向模具钢中加入S、Pb、Ca、Te等易切削加工元素或导致模具钢中碳的石墨化的元素,发展了各种易切削模具钢,以进一步改善其切削性能和磨削性能,减少刀具磨料消耗、降低成本。
    淬透性和淬硬性
    淬透性主要取决于钢的化学成分和淬火前的原始组织状态;淬硬性则主要取决于钢中的含碳量。对于大部分的冷作模具钢,淬硬性往往是主要的考虑因素之一。对于热作模具钢和塑料模具钢,一般模具尺寸较大,尤其是制造大型模具,其淬透性更为重要。另外,对于形状复杂容易产生热处理变形的各种模具,为了减少淬火变形,往往尽可能采用冷却能力较弱的淬火介质,如空冷、油冷或盐浴冷却,为了得到要求的硬度和淬硬层深度,就需要采用淬透性较好的模具钢。
  3. 答:冷作模具钢的工艺性能要求
    冷作模具钢的工艺性能,直接关系到模具的制造周期及制造成本。对冷作模具钢的工艺性能要求,主要有锻造工艺性、切削工艺性、热处理工艺性等。
    1)锻造工艺性
    锻造不仅减少了模具材料的机械加工余量,节约钢材,而且改善模具材料的内部缺陷,如碳化物偏析、减少有害杂质、改善钢的组织状态等。
    为了获得良好的锻造质量,对可锻性的要求是热锻变形抗力低、塑性好、锻造温度范围宽,锻裂、冷裂及析出网状碳化物倾向小。
    2)切削工艺性
    磨损小以及加工后模具表面光洁。冷作模具钢主要属于过共析钢和莱氏体钢,大多数切削加工都较困难,为了获得良好的切削加工性,需要正确进行热处理,对于表面质量要求较高的模具可选用含S、Ca等元素的易切削模具钢。
    3)热处理工艺性
    热处理工艺性主要包括:淬透性、淬硬性、耐回火性、过热敏感性、氧化脱碳倾向、淬火变形和开裂倾向等。
抗冲击冷作模具钢论文摘要
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