模具塑胶知识
模具知识|模具钢在工作性能方面的要求
2016-08-22  浏览:32
模具之家讯:对此,模具在工作时受力状态是复杂的,如热作模具通常在交换的温度场下承受交变应力作用,因此它应具有良好的抗软化或塑性变形状态的能力,在长期工作环境下仍能保持模具的形状和尺寸精度。硬度是模具钢的主要性能之一。对冷作模具的硬度一般选择在58HRC以上,而热作模具尤其是要求高的抗热疲劳性能的模具,通常硬度在45HRC左右。对普通使用的塑料模具,一般硬度要求在35HRC左右。1.强度与韧性

零件在成形使模具承受着巨大的的冲击、扭曲等负荷,尤其是现代高速冲压、高速精密锻造和液态成形等技术以及一次成形技术的发展,模具承受着更大的负荷,往往由于钢材的强度和韧度不够,造成型腔边缘或局部塌陷、崩刃或断裂而早期失效,因此模具热处理后应具有较高的硬度和韧度。

2.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,从而使得模具的尺寸精度、形状和表面的粗糙度发生变化而失效。磨损是一种复杂的过程,影响因素很多,除取决于作用于模具的外界条件外,还在很大程度上取决于采用钢材的化学成分不均匀性、组织状态、力学性能等。

3.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,热作模具在工作的过程中,热交变应力更明显地导致模具热裂。受应力和温度梯度的影响而引起裂纹,往往是在型腔表面形成浅而细的裂纹,它的迅速传播和扩展导致模具失效。另外,钢的化学成分及组织的不均匀,钢中存在的冶金缺陷如非金属夹杂物,气孔、显微裂纹等均可导致钢的疲劳强度降低,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为疲劳破坏。

4.粘着性

工模具零件的表面由于两金属原子相互摭用或单相扩散的作用,往往会有一些被加工金属粘附着,尤其是一些切削、剪切工具和冲压工具的表面会产生粘附或结疤现象,这会影响刃口的锋利程度和局部组织、化学成分的改变,使刃口部分崩裂或粘附金属的脱落划伤模具,使工件表面粗糙。因此良好的抗粘着性也是很重要的。

5.抛光和蚀刻性能

随着模具,特别是塑料模具的广泛使用,低的表面粗糙度值(有时甚至是镜面的程度)已经十分性必要,低的表面粗糙度值影响到模具的寿命和生产效率及制品的质量。高的表面质量可以减轻腐蚀(特别是局部点状腐蚀);减小开裂的危险,抛光钢材的化学成分、组织结构、硬度及碳化物分布必须均匀。大碳化物尤其是他们偏析并成带状时,对表面抛光性极为有害。

特别重要的是,钢中不能含有没有发生变形的大的氧化物夹杂或偏析,因而必须严格控制冶炼和脱氧工艺。真空电弧重熔、电渣重熔效果良好,这种工艺目前已成为高级塑料模具钢的主要生产方式。即使是简单的真空脱气也有助于消除大的氧化物夹杂,这些冶炼工艺不仅能降低氧化物的含量,而且能使氧化物更细小、均匀,同时控制冶炼和脱氧过程,还可以改变夹杂物类型,使之软化并具有较好的塑韧性而提高抛光性能。

钢材中任何未闭合的空洞都会影响其抛光性能,因而热加工中压合疏松等冶金缺陷并保持组织的致密是十分必要的,这可以通过现代化的成形加工技术来实现。例如反复镦拔技术、旋转锻造技术、高温等静压制等可细化原始铸态组织,树枝晶内空隙。电渣重熔、真空电弧重熔精炼工艺,对钢材均匀性也十分有利。由热处理或表面硬化而引起的缺陷,应尽量避免导致硬度不均匀的脱碳。这些措施加上合理的成分设计及控制,就能生产出镜面加工性优异的钢。

此外,还应根据模具的工作条件和环境的差异,考虑所用模具钢应具有良好的热导性、抗腐蚀性、抗氧化性和导磁性等。

由SSAB瑞典钢材集团开发的TOOLOX工具钢是完全不同于市场现有传统工具钢的全新概念的工具钢,采用SSAB先进的CSR冶金工艺和独特的热处理技术生产制造,主要特点是:

1. 所有TOOLOX钢均由SSAB钢厂预硬,所有钢板均经过认真检测,所有性能都有保证;

2. 由于采用独特的成分设计,以及独特的热处理技术,所有钢板的内应力非常小,材料的尺寸稳定性非常好;

3. 拥有ESR钢的纯净性能,S含量小于0.003%,P含量小于0.010%;

4.TOOLOX材料的晶粒非常细小,碳化物析出非常少;

5.TOOLOX材料的镜面抛光性能非常好;

6.TOOLOX材料的蚀刻性能非常好;

7.TOOLOX材料非常适合氮化以及PVD涂层处理;

8.TOOLOX材料的韧性非常优秀;

9.TOOLOX材料的焊接性能非常优异;

TOOLOX材料还可以采用火焰切割的加工方法,仅需铣掉少量的硬化层,TOOLOX材料的性能保持不变。

综上所述,TOOLOX钢材高强韧性、高硬度、高耐磨性、高尺寸稳定性、无需热处理、零应力、抗热疲劳性能好的显著优势是其他钢种无法比拟的,势必在模具领域用钢带来革命性的改变。
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