模具材料的性能要求剖析.pptVIP

目录 2.4 模具材料的性能要求 2.5 模具材料的选用原则 2.6 模具材料的应用 ?? /tycgw/ 2.4 模具材料的性能要求 一、模具材料的性能要求： 各种模具在服役过程中都要承受一定的机械负荷，有的还要承受热负荷和环境介质的作用。在这些因素的作用下，经过一定的周次，模具可能会发生失效： /tychyl/ 模具失效的形式 失效 过量变形失效 断裂失效 表面损伤失效 过量弹性变形失效 过量塑性变形失效 蠕变超限 韧性断裂 脆性断裂 疲劳断裂 蠕变断裂 应力腐蚀断裂 表面磨损失效 表面腐蚀失效 接触疲劳失效 /tycwz/ 材料的性能 使用性能 工艺性能 力学性能 化学性能：材料抵抗周围介质侵略的能力 物理性能：材料的固有属性 铸造性能 锻造性能 焊接性能 切削加工性能 热处理性能 一）模具材料使用性能要求 /bjldl/ 任何模具都是用一定的材料制造的，模具的失效实质上就是在特定的负荷作用下，具有特定形状的模具材料的失效。 材料对某种失效的抵抗能力（简称失效抗力），可用材料的某些性能指标来衡量。这些性能指标又称抗力指标。 （一）材料抵抗过量变形失效的性能指标 1、材料抵抗弹性变形的性能指标 弹性变形的性能指标： 弹性模量E 切变模量G 2、材料抵抗塑性变形的性能指标 材料抵抗塑性变形的性能指标： 屈服点（屈服强度）σs 硬度(包括高温下的硬度) /tycbyw/ 金属在高温长时间应力的作用下，即使所加应力小于该温度下的屈服强度，也会产生明显的塑性变形直至断裂的现象称为蠕变 1、材料抵抗快速断裂失效的性能指标 材料抵抗蠕变超限的性能指标： 蠕变强度 （二）材料抵抗断裂失效的性能指标 模具承受载荷不同，材料抵抗断裂失效的性能指标不同。 承受拉伸载荷时，材料抵抗断裂失效的性能指标：σb 承受压缩载荷时，材料抵抗断裂失效的性能指标：σbc 承受弯曲载荷时，材料抵抗断裂失效的性能指标：σbb 3、材料抵抗蠕变的性能指标 模具的应力增加并超过一定的临界值时，材料便会迅速发生断裂（称为一次断裂或快速断裂） /hgbf/ 承受剪切载荷时，材料抵抗断裂失效的抗力指标：τ 持久强度 材料抵抗蠕变断裂失效的抗力指标： 承受冲击载荷时，材料抵抗断裂失效的抗力指标：韧性 在模具的失效中，脆性断裂的实例很多，而韧性断裂则很少见，因为韧性断裂前会产生明显的塑性变形，模具尚未断裂就塑性变形失效 材料抵抗脆性断裂失效的能力很难用一个指标来确切地测定和表达，因而在工程上，仍然以常用的力学性能指标来估价材料的脆性断裂抗力 材料的脆性断裂抗力：强度、塑性、韧性的合理配合，适当考虑断裂韧度 /hgzqbf/ 模具的服役特点是周期性的重复工作，尽管应力较低，经过相当多周次的服役后，模具也会发生断裂，这种断裂称为疲劳断裂。 2、材料抵抗疲劳断裂失效的性能指标 材料抵抗疲劳断裂失效的性能指标： 疲劳极限 弯曲疲劳极限 拉压疲劳极限 冲击疲劳极限 热疲劳极限 条件腐蚀疲劳极限 冲击疲劳极限：冲击能量高时取决于塑性，低时取决于强度 ，锤锻模介于上述两种情况之间，要求材料具有强度和塑性的良好配合 /hgbfw/ （三）材料抵抗表面损伤失效的性能指标 材料抵抗表面磨损失效的抗力指标 耐磨耐性 材料抵抗表面腐蚀失效的抗力指标 耐腐蚀性 耐氧化性 材料抵抗接触疲劳失效的抗力指标 接触疲劳强度 抗咬合能力 /hgxewz/ 模具的使用性能要求 /crownhg/ 由于各种模具的服役条件差别很大，模具材料的性能要求也不同。 如冷冲模具要求材料具有高的强度、良好的塑性和韧性，高的硬度及耐磨性。 如热作模具要求材料在工作温度下保持高的强度和韧性、良好的抗蚀性、热稳定性和优良的热疲劳抗力。 如塑料模具要求材料具有较高的硬度、耐磨性、良好的抗蚀性，一定的强度和韧性热稳定性和优良的热疲劳抗力。 /hgxe/ 小结 一般情况下，模具材料的耐磨性、韧性、硬度及热硬性、热疲劳抗力四种性能指标可以比较全面地反映模具材料的综合性能，可以在一定程度上决定其应用范围。 /hgzd/ 工艺性能 铸造性能 锻造性能 焊接性能 切削加工性能 热处理性能 二）模具材料的工艺性能要求： 淬透性和淬硬度性 返回 氧化、脱碳敏感性 /cpyx/ 一、满足材料的使用性能要求； 2.5 模具材料的选用原则 根据成形件的批量大小、精度要求、加工温度、尺寸、被加工材料的性质等因素综合考虑，合理地选择模具材料的类别 薄板冲裁模具材料选用示例 /hgxz/ 冷作模具（见表面2-1） （1）尺寸小、形状简单、轻负荷的冷作模具。例如。小冲头，剪落钢板的剪刀等可选用T7A、 T8A、T10A、T12A等碳素工具钢制造。 (2)尺寸大、形状复杂、轻负荷的冷作模具。常用的钢种有9SiCr、CrWMn、GCr15