模具钢力学性能(模具的力学性能)
发布时间:2023-08-17 浏览次数:次
本篇文章给大家谈谈模具钢力学性能,以及模具的力学性能对应的知识点,希望对各位有所帮助。
热作模具钢是指适宜于制作对金属进行热变形加工的模具用的合金工具钢,如热锻模、热挤压模、压铸模、热镦模等。由于热作模具长时间处于高温高压条件下工作,因此,要求模具材料具有高的强度、硬度及热稳定性,特别是应有高热强性、热疲劳性、韧性和耐磨性。
热作模具在工作时承受着很大的冲击力,模腔和高温金属接触,反复地加热和冷却,其使用条件***其恶劣。为了满足热作模具的使用要求,热作模具钢应具备下列基本特性:
(1)较高的高温强度和良好的韧性。热作模具,尤其是热锻模,工作时承受很大的冲击力,而且冲击频率很高,如果模具没有高的强度和良好的韧性,就容易开裂。
(2)良好的耐磨性能,由于热作模具丁作时除受到毛坯变形时产生摩擦磨损之外,还受到高温氧化腐蚀和氧化铁屑的研磨,所以需要热作模具钢有较高的硬度和抗黏附性。
(3)高的热稳定性。热稳定性是指钢材在高温下可长时间保持其常温力学性能的能力。热作模具工作时,接触的是炽热的金属,甚至是液态金属,所以模具表面温度很高,一般为400~700℃。这就要求热作模具钢在高温下不发生热化,具有高的热稳定性,否则模具就会发生塑性变形,造成堆塌而失效。
(4)优良的耐热疲劳性,热作模具的工作特点是反复受热受冷,模具一时受热膨胀,一时又冷却收缩,形成很大的热应力,而且这种热应力是方向相反,交替产生的。在反复热应力作用下,模具表面会形成网状裂纹(龟裂),这种现象称为热疲劳,模具因热疲劳而过早地断裂,是热作模具失效的主要原因之一。所以热作模具钢必须要有良好的热疲劳性。
(5)高淬透性。热作模具一般尺寸比较大,热锻模尤其是这样,为了使整个模具截面的力学性能均匀,这就要求热作模具钢有高的淬透性能。
(6)良好的导热性。为了使模具不致积热过多,导致力学性能下降,要尽可能降低模面温度,减小模具内部的温差,这就要求热作模具钢要有良好的导热件能。
(7)良好的成形加工工艺性能,以满足加工成形的需要。
P20模具钢材出厂一般已预先硬化处理至285-330HB(30-36HRC),与瑞典618德国1.2311状态相当,可直接用于制模加工,并具有尺寸稳定性好的特点,预硬钢材才可满足一般用途需求,模具寿命可达50W模次左右,进口P20性能更好一些。
P20的力学性能如下:
硬度30HRC;
抗拉强度δb=1250MPa;
屈服强度δ0.2=?1140MPa;
伸长率δ5=?14%;
断面收缩率=?4.58%?,
冲韧性值δk=?11.5J?/?cm#178;
模具钢材5CrMnMo是在中碳钢的基础上主要加入Cr、Mn、Mo三元素而研制成的,也可看作把5CrNiMo钢中的Ni元素由Mn元素取代而形成的。该钢是热作模具钢,除淬透性,耐热疲劳性稍差外,5CrMnMo钢具有与5CrNiMo钢类似的性能,淬透性稍差·此钢适于制作要求具有较高强度和高耐磨性的各种类型锻模·要求韧性较高时,可采用电渣重熔钢· 5CrMnMo钢中碳含量保持在0.40%~0.60%,可获得较高的强度与耐热疲劳强度、一定的硬度与耐磨性、良好的韧性钢与导热性。
执行标准:GB/T 1299-1985
特性
5CrMnMo中加入Cr、Mn、Mo元素主要是提高钢的淬透性,尤其是共同作用时,淬透性提高***大。Cr、Mn、Mo元素可固溶于铁素体中起固溶强化作用,又可固溶于Fe3C中形成(Fe、Cr、Mo)3C,改善其硬度,提高钢的耐磨性。Cr、Mn、Mo元素共同作用显著提高钢的回火稳定性。Mo元素可减少回火脆性和细化晶粒。
由于Ni元素显著提高钢的淬透性、韧性与耐热疲劳性能,所以5CrMnMo钢与5CrNiMo钢相比,虽然强度不降低,但常温及较高温度下的韧性和塑性却降低很多,且淬透性和耐热疲劳性能也稍低。 另外,5CrMnMo钢中加入Mn、Mo元素,钢的过热敏感性稍大。此外,钢中存在Cr元素使钢产生一定的抗氧化性与耐蚀性。
化学成份
碳 C :0.50~0.60
硅 Si:0.25~0.60
锰 Mn:1.20~1.60
硫 S :≤0.030
磷 P :≤0.030
铬 Cr:0.60~0.90
镍 Ni:允许残余含量≤0.25
铜 Cu:允许残余含量≤0.30
钼 Mo:0.15~0.30
力学性能
硬度 :退火,241~197HB,压痕直径3.9~4.3mm
热处理方式
热处理规范:淬火,820~850℃油冷。
回火用途 加热温度/℃ 加热介质 硬度(HRC)
消除应力,稳定组织和尺寸
再炉冷至150~200℃,然后取出空冷。
推荐的淬火规范
淬火温度/℃ 介 质 温度/℃ 冷 却 硬度(HRC)
820~850 思科淬火液?150~180 至150~180℃后小型模具冷空,大中型模具立即回火?52~58
注:1.中型锻模采用加热温度的上限,小型锻模采用加热温度的下限;
2.为减小模具淬火后的应力和变形,淬火时***好先冷空至740~760℃,然后进入淬火液,冷至150~180℃左右,取出并退火;
●力学性能: 硬度 :退火,,≤201HB,压痕直径3.9~4.3mm;淬火,≥50HV
●热处理规范及金相组织:
热处理规范:;2)淬火,1050~1100℃油冷
;3)回火,200~300℃快冷。
金相组织:组织特征为马氏体型。
模具钢NAK80:
1,常温下的力学性能20℃)
硬度:41HRC
0.2%降伏强度:103kgf/平方mm(147Ksi)
抗拉强度:128kgf/平方mm(147Ksi)
断面缩率:38.0%
伸长率:15.6%
冲击值:U-notch,20℃) 2.0Kgf-m/平方cm(151bf-ft)纵向
高温特性见下图:
1.2344模具钢特性:
1.材质均匀,优越的切削加工性和抛光性、 2.高韧性及高塑性、 3.高低温下的高耐磨性、4.出色的整体硬化性、
5.良好的高温强度及耐热疲劳性、 6.热处理时***低的变形性、7.与传统钢材相比具有更好的等向性,各方向都有出色的韧性和塑性、
1.2344热处理:
锻造 软化退火 淬硬 回火
1050-850℃ 820-840℃ 1020-1050℃ 520-700℃
纯净度:按照ASTM E45方法A,A硫化物≤0.5,B氧化物,C硅酸盐和D球状氧化物各≤1或者DIN 50602-K1≤10
或者按客户要求。
钢材出厂状态:软化退火,良好的微观结构,硬度***大至229HB或者调质到客户要求。
运用状态:30-55HRC。
1.2344化学成化:
C Si Mn P S Cr MO V
0.38-0.42 0.8-1.2 0.30-0.50 ≤0.015 ≤0.002 4.80-5.50 1.2-1.5
0.90-1.10
超声波检验:
ASTM A388-FBH max.3mm(1/8inch)或者SEP 1921-test
group3-ciassE,e或者按客户要求。
1.2344主要应用:
1.压铸模(模仁、固定件、上模、喷嘴、氮化顶针、)
2.挤压模(模仁、支承件、阻流块、)
3.热压模具、(铝、镁、铜合金、)
4.部件、如冷剪切、飞边、热剪、耐磨部件、
模具钢力学性能的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容。
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