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      [推薦]模具材料的選擇和使用
           模具材料的選擇和使用,一直是制造業的一個老大難問題,因為影響因素多,彼此關系復雜。
      在模具及其零件的設計、制造過程中,選擇何種原材料是至關重要的,材料是產品的基礎。模具設計時,如果材料不確定,就無法安排制造、裝配的加工路線和加工工藝方法,也就無法估算成本。材料影響著模具產品的功能適用性、耐用度(壽命)、可靠性(安全)。選用材料是設計師的職責。在選擇原材料時,聽取材料工程師、工藝師(尤其是熱處理工程師)、材料供應部門的意見和建議是有益的。有時三方面需要共同工作,商討選材影響因素的利弊得失,擇優而選定。
      對模具材料的了解、熟悉、掌握和使用,最主要的是使用。不會使用說明沒有真正掌握。使用包括兩方面:一是用于何處,某種材料制作何種模具零件最好;同樣,哪一種模具零件在某種條件下,選擇何種材料制作最佳;二是如何進行加工制造,使材料和零件的性能發揮到極致。
      上述要求體現在材料的使用性能和工藝性能兩方面。
      模具零件品種繁多,性能要求各異,歸納起來,大致有如下幾點,見表1-1。
       
      1-1  模具鋼的性能要求
      性    能
      冷作模具鋼
      熱作模具鋼
      塑料模具鋼
      耐磨性
      強度
      韌度
      硬度
      耐蝕性
       
      熱穩定性
      抗熱疲勞龜裂
       
       
      抗氧化性
       
       
      組織均勻性各向同性
      尺寸穩定性(零件精度保持性)
      抗粘著(咬合)性、擦傷性
      熱傳導性
      工藝性能
       
       
       
      可加工性(冷、熱加工成形性)
      鏡面性和蝕刻性
       
       
      淬透性
      淬硬性
      焊接性
       
       
      電加工性(包括線切割)
       
      注:1.鋼的良好性能是通過正確、良好的熱處理獲得的。
      2.◎是表示主要要求,○表示次要,空白為可以不作要求。
       
      對于具體模具零件而言,以上性能要求有主有次,有的甚至可以不予考慮。表1-1是按冷作、熱作、塑料三類模具對性能要求的概括性的示意。對于具體零件而言,雖然耐磨性都是主要性能要求,但其高耐磨的要求程度和磨損的性質特征不同零件有所不同。
      模具工作時受溫度的影響,如熱作模具、塑料模具和某些冷作模具,在這種情況下,其力學性能如強度、硬度、韌度、疲勞……等等都含有高溫力學性能的要求。所謂可加工性,這里也是廣義的,所以也可稱制造性、生產性,包括模具制造過程中所有的制造工藝性。如冷、熱塑性變形成形性、可加工性、拋光性、蝕刻性、鑄造性和焊接性……等等。要求鏡面的,拋光性很重要。熱處理工藝性,對模具零件而言,是一項極為重要的工藝性能要求,因為幾乎所有的模具重要零件,都需經熱處理改善性能。但是如果采用鋼廠已處理過的預硬化鋼或非調質鋼,制造過程中根本沒有熱處理工序,那么熱處理工藝性就不必考慮了。如果終要滲氮等表面強化處理,則又當別論。熱處理工藝性包括的內容也很多,如淬透性、淬硬性、回火穩定性、熱處理變形傾向性、滲氮、滲碳等化學熱處理的接受能力,氧化、脫碳、開裂敏感性……等等。
      應該注意到,模具材料的這些性能的判斷是通過有條件的、標準的試驗方法獲得的,它與具體零件的實際服役條件和性能要求還有一定距離。
      零件對這些性能的要求,不僅有主次和程度高低的不同,而且有些性能彼此之間還是矛盾的,如硬度愈高,則強度和耐磨性(在一定條件下)也愈高,可是韌性就下降。如果零件既要求的耐磨性又因受到沖擊要求高的韌性,則需要在某一方面作出犧牲,找出一個兼顧的平衡點。
      塑料模具用材料近年來發展迅速,新材料日新月異,在選擇和使用方面,不像冷作、熱作模具那樣成熟。
       
       
       
       
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