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摘要:模具作为一项重要的工艺装备,在现代工业生产过程中起到了至关重要的作用,所以为了保证模具产品的质量,还应合理的选用模具材料,并对其性能进行不断的优化。
关键词:模具材料;选用;性能优化
模具成型技术与其他成型工艺方法相比具有较大的优势,在模具产品制造过程中发挥了重要作用,而对于模具产品的质量,主要受模具材料及其先进制备技术的影响,因此应对模板材料的选用及其性能优化进行深入的分析和探讨,以此不断提高模具制造水平,促进我国制造行业的不断发展。
1模具材料的选用
在模具材料选用过程中,应满足相关要求,具体主要有以下几方面:
1.1模具工况要求
(1)工作温度。模具在冷状态和高温状态下的要求不同,若在冷状态下,适合选择冷作模具钢,保证模具具有良好的硬度、强度以及可加工性;若在高温状态下,应选择热作模具钢,应保证模具具有良好回火稳定性。
(2)冷却方式。冷却方式对模具的使用寿命具有直接的关系,所以在对热作模具进行冷却,应采用合理的冷却方式,如含钨量较高的热作模具适合采用油水雾和通水内冷。
(3)受力状态。模具在工作中受到各种的应力,包括弯曲应力、拉应力等等,所以在选择模具时,应保证模具良好的硬度、强度以及韧性。
1.2模具的性能要求
模具钢的性能要求有很多种,包括强度、粘着性、抗氧化性等等,而且对于不同种类的模具,对其性能也提出了不同的要求,想要保证模具的性能为最佳,就要对模具所具有的性能进行协调,使其各项达到最佳。同时应根据具体的条件以及需求,应重点突出模具的主要性能,使得模具达到良好的工作状态,提高模具的使用寿命。总之,在选择模具时,应充分考虑模具的性能,以满足工作条件。
1.3模具的寿命要求
模具的寿命要求是模具选用考虑的一项重要因素,而产品批量大小、产品精度要求、产品复杂程度对模具寿命具有重要影响。(1)产品批量大小。若产品批量小,可以选用一般性材料;若产品批量大,应选择高性能材料。(2)产品精度要求。低精度产品,可以选择如大型热锻件模具等一般性材料;对于高精度产品,应选择优质模具材料。(3)产品复杂程度。复杂的模具应选择优质的材料。
2模具材料性能优化方法
2.1强韧化技术
(1)组织及晶粒细化。通常情况下,晶粒越细、越均匀,材料的塑性以及韧性越好,而且阻断裂缝传播,所以应通过热处理的方式,获得均匀、细小的晶粒。在热处理过程中,应严格控制保温时间以及加热时间,否则对晶粒产生不利影响。
(2)下贝氏体组织应用。马氏体相对数量增加,可以加强对钢材潜力的发挥,所以可以采用热处理的方式,且通过对淬火温度以及冷去速度合理控制,获得马氏体组织。但是该方法工艺处理难度较大,而且容易出现变形开裂。为了避免上述情况的发生,可以通过温淬火工艺,获得下贝氏体组织。下贝氏体组织是具有良好的韧性以及强度,避免出现变形以及开裂等情况。
(3)碳化物弥散强化。模具材料中含有许多类型的碳化物,包括MC、M6C 、M23C6等,这些碳化物对模具的性能具有重要影响,所以应严格要求弥散强化碳化物微粒,应使得碳化物微粒均匀分布,且严格控制微粒间距。
2.2表面处理技术
(1)表面强化技术。表面强化处理技术主要采用改性或涂覆镀层的方式,对模具的表面进行有效处理,进而提高模具表面的性能。模具表面强化处理方法主要分为三类,即化学热处理方法、表面淬火及加工强化以及表面覆层处理。一般情况下,通过表面强化技术,可以增强模具表面的硬度以及强度等等。
(2)表面自润滑技术。表面自润滑处理技术主要是采用合理的技术,对表面进行处理,使得材料表面形成润滑膜,实现模具材料强韧性能增强的目的。在模具材料表面形成润滑膜,对模具的使用具有重要的影响,可以减少热疲劳以及磨损等情况。
2.3复合强化机理应用
(1)时效强化。时效强化是指将饱和体中的沉淀物析出,一般在冷作模具钢强化过程中,可通过时效处理实现强化。在热作模具钢强化过程中,可以材料中加入一些元素,如铌、钒、铝等,使其发生微合金化和沉淀,将其碳化物以及碳氮析出,进而实现强化。
(2)固溶强化。利用固溶体,实现强化的目的。固溶体可以使得材料保持良好的综合能力,因此在强化过程中,主要通过溶质原子与位错的交互作用,形成固溶體。对于溶质元素含量,应合理的控制,还应适当的加入其它元素,包括Co、Mn、Ni等。
(3)细晶强化。细晶强化可以增强材料的韧性以及强度等性能,一般情况下,在細晶强化过程中,可以采用振动与电磁搅拌等方法。模具材料热处理对晶粒尺寸的控制具有重要影响,因此应做好模具材料的热处理,以此达到细晶强化的目的。
总结:
总之,模具材料选用及其性能的优化,对提高模具产品的质量具有重要影响。所以模具材料选用过程中,应遵循一定的要求,包括性能要求、模具工况要求以及模具寿命要求,同时在模具材料性能优化过程中,应采用合理的方式,不断提高模具材料的各项性能,加强模具材料在制作业中的作用,进而促进我国制造业的不断发展。
参考文献:
[1]张忠纯. 模具材料的选用及性能优化分析[J]. 科技创新与应用,2015,(18):144. [2017-08-31].
[2]吴茜,刘斌. 模具材料研究与应用现状及发展趋势[J]. 模具工业,2017,43(03):1-7+20. (2017-03-14)[2017-08-31].
[3]黄全新. 模具材料与热处理工艺选择探讨[J]. 广西教育,2012,(11):190-192. [2017-08-31].
关键词:模具材料;选用;性能优化
模具成型技术与其他成型工艺方法相比具有较大的优势,在模具产品制造过程中发挥了重要作用,而对于模具产品的质量,主要受模具材料及其先进制备技术的影响,因此应对模板材料的选用及其性能优化进行深入的分析和探讨,以此不断提高模具制造水平,促进我国制造行业的不断发展。
1模具材料的选用
在模具材料选用过程中,应满足相关要求,具体主要有以下几方面:
1.1模具工况要求
(1)工作温度。模具在冷状态和高温状态下的要求不同,若在冷状态下,适合选择冷作模具钢,保证模具具有良好的硬度、强度以及可加工性;若在高温状态下,应选择热作模具钢,应保证模具具有良好回火稳定性。
(2)冷却方式。冷却方式对模具的使用寿命具有直接的关系,所以在对热作模具进行冷却,应采用合理的冷却方式,如含钨量较高的热作模具适合采用油水雾和通水内冷。
(3)受力状态。模具在工作中受到各种的应力,包括弯曲应力、拉应力等等,所以在选择模具时,应保证模具良好的硬度、强度以及韧性。
1.2模具的性能要求
模具钢的性能要求有很多种,包括强度、粘着性、抗氧化性等等,而且对于不同种类的模具,对其性能也提出了不同的要求,想要保证模具的性能为最佳,就要对模具所具有的性能进行协调,使其各项达到最佳。同时应根据具体的条件以及需求,应重点突出模具的主要性能,使得模具达到良好的工作状态,提高模具的使用寿命。总之,在选择模具时,应充分考虑模具的性能,以满足工作条件。
1.3模具的寿命要求
模具的寿命要求是模具选用考虑的一项重要因素,而产品批量大小、产品精度要求、产品复杂程度对模具寿命具有重要影响。(1)产品批量大小。若产品批量小,可以选用一般性材料;若产品批量大,应选择高性能材料。(2)产品精度要求。低精度产品,可以选择如大型热锻件模具等一般性材料;对于高精度产品,应选择优质模具材料。(3)产品复杂程度。复杂的模具应选择优质的材料。
2模具材料性能优化方法
2.1强韧化技术
(1)组织及晶粒细化。通常情况下,晶粒越细、越均匀,材料的塑性以及韧性越好,而且阻断裂缝传播,所以应通过热处理的方式,获得均匀、细小的晶粒。在热处理过程中,应严格控制保温时间以及加热时间,否则对晶粒产生不利影响。
(2)下贝氏体组织应用。马氏体相对数量增加,可以加强对钢材潜力的发挥,所以可以采用热处理的方式,且通过对淬火温度以及冷去速度合理控制,获得马氏体组织。但是该方法工艺处理难度较大,而且容易出现变形开裂。为了避免上述情况的发生,可以通过温淬火工艺,获得下贝氏体组织。下贝氏体组织是具有良好的韧性以及强度,避免出现变形以及开裂等情况。
(3)碳化物弥散强化。模具材料中含有许多类型的碳化物,包括MC、M6C 、M23C6等,这些碳化物对模具的性能具有重要影响,所以应严格要求弥散强化碳化物微粒,应使得碳化物微粒均匀分布,且严格控制微粒间距。
2.2表面处理技术
(1)表面强化技术。表面强化处理技术主要采用改性或涂覆镀层的方式,对模具的表面进行有效处理,进而提高模具表面的性能。模具表面强化处理方法主要分为三类,即化学热处理方法、表面淬火及加工强化以及表面覆层处理。一般情况下,通过表面强化技术,可以增强模具表面的硬度以及强度等等。
(2)表面自润滑技术。表面自润滑处理技术主要是采用合理的技术,对表面进行处理,使得材料表面形成润滑膜,实现模具材料强韧性能增强的目的。在模具材料表面形成润滑膜,对模具的使用具有重要的影响,可以减少热疲劳以及磨损等情况。
2.3复合强化机理应用
(1)时效强化。时效强化是指将饱和体中的沉淀物析出,一般在冷作模具钢强化过程中,可通过时效处理实现强化。在热作模具钢强化过程中,可以材料中加入一些元素,如铌、钒、铝等,使其发生微合金化和沉淀,将其碳化物以及碳氮析出,进而实现强化。
(2)固溶强化。利用固溶体,实现强化的目的。固溶体可以使得材料保持良好的综合能力,因此在强化过程中,主要通过溶质原子与位错的交互作用,形成固溶體。对于溶质元素含量,应合理的控制,还应适当的加入其它元素,包括Co、Mn、Ni等。
(3)细晶强化。细晶强化可以增强材料的韧性以及强度等性能,一般情况下,在細晶强化过程中,可以采用振动与电磁搅拌等方法。模具材料热处理对晶粒尺寸的控制具有重要影响,因此应做好模具材料的热处理,以此达到细晶强化的目的。
总结:
总之,模具材料选用及其性能的优化,对提高模具产品的质量具有重要影响。所以模具材料选用过程中,应遵循一定的要求,包括性能要求、模具工况要求以及模具寿命要求,同时在模具材料性能优化过程中,应采用合理的方式,不断提高模具材料的各项性能,加强模具材料在制作业中的作用,进而促进我国制造业的不断发展。
参考文献:
[1]张忠纯. 模具材料的选用及性能优化分析[J]. 科技创新与应用,2015,(18):144. [2017-08-31].
[2]吴茜,刘斌. 模具材料研究与应用现状及发展趋势[J]. 模具工业,2017,43(03):1-7+20. (2017-03-14)[2017-08-31].
[3]黄全新. 模具材料与热处理工艺选择探讨[J]. 广西教育,2012,(11):190-192. [2017-08-31].