模具材料的选择(模具材料的选择及模具加工)
发布时间:2023-09-21 浏览次数:次
本篇文章给大家谈谈模具材料的选择,以及模具材料的选择及模具加工对应的知识点,希望对各位有所帮助。
冲压模具材料的选用原则。在冲压模具中,使用了各种金属材料和非金属材料,主要有碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬质合金、低熔点合金、锌基合金、铝青铜、合成树脂、聚氨脂橡胶、塑料、层压桦木板等。制造模具的材料,要求具有高硬度、高强度、高耐磨性、适当的韧性、高淬透性和热处理不变形(或少变形)及淬火时不易开裂等性能。
合理选取模具材料及实施正确的热处理工艺是保证模具寿命的关键。对用途不同的模具,根据其工作状态、受力条件及被加工材料的性能、生产批量及生产率等因素综合考虑,并对上述要求的各项性能有所侧重,然后作出对钢种及热处理工艺的选择。
1、生产批量,当冲压件的生产批量很大时,模具的工作零件凸模和凹模的材料选取质量高、耐磨性好的模具钢。对于模具的其它工艺结构部分和辅助结构部分的零件材料,也要提高。在批量不大时,对材料性能的要求,以降低成本。
2、被冲压材料的,性能、模具零件的使用条件,当被冲压加工的材料较硬或变形抗力较大时,冲模的凸、凹模选取耐磨性好、强度高的材料。拉深不锈钢时,可采用铝青铜凹模,因为它具有较好的抗粘着性。而导柱导套则要求耐磨和较好的韧性,故多采用低碳钢表面渗碳淬火。又如,碳素工具钢的主要不足是淬透性差,在冲模零件断面尺寸较大时,淬火后其中心硬度仍然较低,但是,在行程次数很大的压床上工作时,由于它的耐冲击性好反而成为优点。对于固定板、卸料板类零件,不但要有足够的强度,而且要求在工作过程中变形小。另外,还可以采用冷处理和深冷处理、真空处理和表面强化的方法提高模具零件的性能。对于凸、凹模工作条件较差的冷挤压模,选取有足够硬度、强度、韧性、耐磨性等综合机械性能较好的模具钢,同时具有一定的红硬性和热疲劳强度等。
3、冲压材料性能,考虑材料的冷热加工性能和工厂现有条件。
4、降低生产成本,注意采用微变形模具钢,以减少机加工费用。
5、开发专用模具钢,对特殊要求的模具,开发用具有专门性能的模具钢。
6、考虑我国模具的生产和使用情况,选择模具材料要根据模具零件的使用条件来决定,做到在满足主要条件的前提下,选用价格低廉的材料,降低成本。
有五金和塑胶。
五金模具分为:包括冲压模 ( 如冲裁模具、弯曲模具、拉深模具、翻孔模具、缩孔模具、起伏模具、胀形模具、整形模具等)、锻模(如模锻模、镦锻模等)、挤压模具、挤出模具、压铸模具、锻造模具等;
非金属模具分为:塑料模具、无机非金属模具、砂型模具、真空模具和石蜡模具等。
扩展资料
模具基本特点:
(1) 加工精度要求高
一副模具一般是由凹模、凸模和模架组成,有些还可能是多件拼合模块。于是上、下模的组合,镶块与型腔的组合,模块之间的拼合均要求有很高的加工精度。精密模具的尺寸精度往往达μm级。
(2) 形面复杂
有些产品如汽车覆盖件、飞机零件、玩具、家用电器,其形状的表面是由多种曲面组合而成,因此,模具型腔面就很复杂。有些曲面必须用数学计算方法进行处理。
(3) 批量小
模具的生产不是大批量成批生产,在很多情况下往往只生产一付。
(4) 工序多
模具加工中总要用到铣、镗、钻、铰和攻螺纹等多种工序。
(5) 重复性投产
模具的使用是有寿命的。当一付模具的使用超过其寿命时,就要更换新的模具,所以模具的生产往往有重复性。
参考资料来源:百度百科--模具
问题一:注塑模具 用什么材料做的? 注塑模具就材料而言还分软模和硬模之分,软模一般用P-20预硬钢,也有此落后的地方用45号以上的碳素钢做,产能一般在50万次左右;硬模是用H-13(铬钢)或420(不锈钢)等热作模钢做的,要经热处理加工工艺,材料和加工成本贵一倍以上激产能在一百万次以上。
问题二:做塑料模一般用什么材料? 由于塑料的品种很多,对矗料制品的要求差别也很大,对制造塑料模具的材料也提出了各种不同的性 能要求。所以,不少工业发达的国家已经形成了范围很广的塑料模具用钢系列。包括碳素结构钢、渗碳型 塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、耐蚀塑料模具钢、易切塑料模具钢、整体淬硬型塑料模具钢、马氏体时效钢以及镜面抛光用塑料模具钢等。
问题三:注塑模具 用什么材料做的 ABS,PC ,AS,PS等以下是合理选择注塑模具的要求:(希望对你有帮助) 1.高耐蚀性很多树脂和添加剂对型腔表面都有腐蚀作用, 这种腐蚀使型腔表面金属溶蚀、剥落,表面状况变坏、塑件质量变差。所以,***好使用耐蚀钢,或对型腔表面进行镀铬、钹镍处理。 2.耐磨性好注塑塑件表面的光泽度和精度都和注塑模具型腔表面的耐磨性有直接关系,特别是有些塑料中加人了玻纤、无机填料及某些颜料时,它们和塑料熔体一起在流道、模腔中{速流动,对型腔表面的摩擦很大,若材料不耐磨,很快就会磨损,使塑件质量受到损伤。 3.良好的尺寸稳定性在注塑成型时,注塑模具型腔的温度要达到300℃以上。为此,***好选用经适当回火处理的工具钢(热处理钢)。否则会引起材料微观结构的改变,从而造成注塑模具尺寸的变化。 4.易于加工 模具零件多为金属材料制成,有的结构形状还很复杂,为了缩短生产周期、提高效率,要求模具材料易于加工成图纸所要求的形状和精度。 5.抛光性能好注塑塑件通常要求具有良好的光泽和表面状态, 因此要求型腔表面的粗糙度非常小,这样,对型腔表面必须进行表面加工,如抛光、研磨等。所以,选用的钢材不应含有粗糙的杂质和气孔等。 6.受热处理影响小为了提{硬度和耐磨性,一般对注塑模具要进行热处理,但这种处理应使其尺寸变化很小。因此,***好采用能切削加工的预硬化钢。
问题四:谈谈怎么选用注塑模具材料 注塑模具材料主要根据产品外观要求来决定。经常用的有P20/718/S136/2738/NK80等,比如你想做汽车件,但是根据售后件还是原厂件,如果是市场件型芯用45号 型腔用P20,可以满足I5988⑨19623市场需求,如果做原厂件型腔建议用2738,型芯用SINO718.
问题五:用什么材料做模具比较好 3Cr2NiMo(P4410)塑料模具钢
P4410钢在硬度值为32~36HRC范围内,具有良好的车、铣、磨等加工性能。
P4410钢也可采用火焰局部加热淬火,加热温度800~825℃,在空气中或用压缩空气冷却,局部表面硬度可达56~62HRC,可延长模具使用寿命。也可对模具进行表面镀铬,表面硬度可由370~420HV提高到1000HV,显著提高模具的耐磨性和耐蚀性。
P4410钢制造的模具,局部损坏后也可用补焊法修补,焊接质量良好,可以进行加工。
P4410钢在预硬态(30~36HRC)使用,防止了热处理变形,适于制造大型、复杂、精密塑料模具。该钢也可采用渗氮、渗硼等化学热处理,处理后可获得更高表面硬度,适于制作高精密的塑料模具。
8Cr2MnWMoVS(8Cr2S)钢
8Cr2MnWMoVS属易切削精密塑料成形模具钢,是为适应精密塑料模和薄板无间隙精密冲裁模之急需而设计的,其成分设计采用了高碳多元少量合金化原则,以硫作为易切削元素。8Cr2S钢的化学成分及性能在**章第二节已经介绍过,这里就使用方面再进一步介绍。
1.钢的特点
(1)热处理工艺简便,淬透性好:空冷淬硬直径φ100mm以上,空淬硬度为61.5~62HRC,热处理变形小。当860~900℃淬火,160~300℃回火时,轴向总变形率<0.09%,径向总变形率<0.15%。
(2)切削性能好:退火硬度为207~239HBS,切削加工时,可比一般工具钢缩短加工工时1/3以上。硬态40~45HRC时,用高速钢或硬质合金刀具进行车、铣、刨、镗、钻等加工,相当于碳钢调质态,硬度为30HRC左右的切削性能,远优于Cr12MoV钢退火态硬度为240HBS时的切削性能。
(3)镜面研磨抛光性好:采用相同的研磨加工,其表面粗糙度比一般合金工具钢低1~2级,***低表面粗糙度为Ra 0.1μm。
(4)表面处理性能好:渗氮性能良好,一般渗氮层深达0.2~0.3mm,渗硼附着力强。
2.应用
8Cr2S作为预硬钢适宜于制作各种类型的塑料模、胶木模、陶土瓷料模以及印制板的冲孔模。该钢种制作的模具配合精密度较其它合金工具钢高1~2个数量级,表面粗造度低1~2级,使用寿命普遍高2~3倍,有的高十几倍。
5CrNiMnMoVSCa(5NiSCa)钢
5NiSCa属易切削高韧性塑料模具钢,在预硬态(35~45HRC)韧性和切削加工性良好;镜面抛光性能好,表面粗糙度低,可达Ra 0.2~0.1μm,使用过程中表面粗糙度保持能力强;花纹蚀刻性能好,清晰,逼真;淬透性好,可作型腔复杂、质量要求高的塑料模。该钢在高硬度下(50HRC以上),热处理变形小,韧性好,并具有较好的阻止裂纹扩展的能力。
1.化学成分及相变点
5NiSCa钢采用中碳加镍,其主要化学成分见表3-9。
表3-9 5NiSCa钢的化学成分(质量分数) (%)
C Cr Ni Mn Mo V S Ca
0.57 0.89 1.03 1.19 0.52 0.26 0.028 0.0036
加热时相变点695~735℃,冷却时相变点378~305℃,Ms220℃。
2.工艺性能
(1)锻造:加热温度1100℃,始锻温度1070~1100℃,终锻温度850℃,锻后砂冷。
(2)球化退火:加热温度770℃,保温3h,等温温度660℃,保温7h,炉冷到550℃出炉空冷。退火硬度≤241HBS,加工性能良好。
(3)淬火:淬火温度8......
问题六:注塑模具分别是用的什么材料 一般国内常用的钢材是45#钢,T8钢。现在南方使用的“718”、“P20”、“**刚”“136”等牌号的钢材比较多。
问题七:塑料模具的材料选择 1、塑料模的工作条件由于塑料及塑料成型工业的发展,对塑料的模具的质量要求也越来越高,因而塑料模具的失效问题及其影响因素已成为重要的研究课题。塑料模的主要工作零件是成型零件,如凸模、凹模等,它们构成塑料模的型腔,以成型塑料制件的各种表面并直接与塑料接触,经受压力、温度、摩擦和腐蚀等作用。2 、塑料模材料失效原因分析一般模具制造中包括模具设计、选用材料、热处理、机械加工、调试与安装等过程。根据调查表明:模具失效的因素中,模具所使用的材料与热处理是影响使用寿命的主要因素。从全面质量管理的角度出发,不能把影响模具使用寿命的诸因素作为多项式之和来衡量,而应该是多因素的乘积,这样,模具材料与热处理的优劣在整个模具制造过程中就显得特别重要。从模具失效的普遍现象分析,塑料模具在服役过程中,可产生磨损失效、局部性变形失效和断裂失效。塑料模具的重要失效形式可分为磨损失效、局部塑性变形失效和断裂失效。3、 塑料模具钢性能要求 随着制造业快速发展,塑料模具是塑料成型加工中不可缺少的工具,在总的模具产量中所占的比例逐年增加,随着高性能塑料的发展和不断生产,塑料制品的种类日益增多,用途不断扩大,制品向精密化、大型化、复杂化发展。成型生产向高速化发展,模具的工作条件也越趋复杂。1)型腔表面的磨损和腐蚀塑料熔体以一定的压力在模腔内流动,凝固的塑件从模具中脱出,都对模具成型表面造成摩擦,引起磨损。造成塑料模具磨损失效的根本原因就是模具与物料间的摩擦。但磨损的具体形式和磨损过程则与许多因素有关,如模具在工作过程中的压力、温度、物料变形速度和润滑状况等。当塑料模具使用的材料与热处理不合理时,塑料模具的型腔表面硬度低,耐磨性差,其表现为:型腔面因磨损及变形引起的尺寸超差;粗糙度值因拉毛而变高,表面质量恶化。尤其是当使用固态物料进入塑模型腔时,它会加剧型腔面的磨损。加之塑料加工时含有氯、氟等成分受热分解出腐蚀性气体HC1、HF,使塑料模具型腔面产生腐蚀磨损,导致失效。如果在磨损的同时又有磨损损伤,使型腔表面的镀层或其他防护层遭到破坏,则将促进腐蚀过程。两种损伤交叉作用,加速了腐蚀一磨损失效。2)塑性变形失效塑料模型腔表面受压、受热可引起塑性变形失效,尤其是当小模具在大吨位设备上工作时,更容易产生超负荷塑性变形。塑料模具所采用的材料强度与韧性不足,变形抗力低;塑性变形失效另一原因,主要是模具型腔表面的硬化层过薄,变形抗力不足或工作温度高于回火温度而发生相变软化,而使模具早期失效。3)断裂断裂的主要原因是由于结构、温差而产生的结构应力、热应力或因回火不足,在使用温度下,使残余奥氏体转变成马氏体,引起局部体积膨胀,在模具内部产生的组织应力所致。塑料模具的工作条件与冷冲模不同, 一般须在150℃-200℃下进行工作,除了受到一定压力作用外,还要承受温度影响。同一种模具会有多种失效形式,即使在同一个模具上也可能出现多种损伤。从塑料模的失效形式可知,合理的选用塑料模具材料和热处理是十分重要的,因为它们直接关系到模具的使用寿命。所以,塑料模具用钢应满足以下要求:1)耐热性能随着高速成型机械的出现,塑料制品运行速度加快。由于成型温度在200--350℃之间,如果塑料流动性不好,成形速度又快,会使模具部分成型表面温度在***短时间内超过400℃。为保证模具在使用时的精度及变形微小,模具钢应有较高的耐热性能。2) 足够耐磨性随着塑料制品用途的扩大,在塑料中往往需添加玻璃纤维之类的无机材料以增强塑性,由于添加物的加入,使塑料的流动性大大降低,导致模只的磨损,故要求棋具有良好的耐磨性。3) 优良......
问题八:塑料模具用什么材料做的 由于塑料的品种很多,对塑料制品的要求差别也很大,对制造塑料模具的材料也提出了各种不同的性 能要求。所以,不少工业发达的国家已经形成了范围很广的塑料模具用钢系列。包括碳素结构钢、渗碳型 塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、耐蚀塑料模具钢、易切塑料模具钢、整体淬硬型塑料模具钢、马氏体时效钢以及镜面抛光用塑料模具钢等。
问题九:常用的注塑材料有哪些 PE PP PS ABS PC PA POM PBT PMMA 等等
问题十:注塑模具滑块用什么材质 要选用有硬度的材质,否则生产时,经常滑动就会有铁屑,容易卡死。***好是淬火的材料。
①如果模具型腔复杂,尺寸较大建议用合金工具钢,钢牌号:2万次用CrWMn
热处理变形相对较小,材料比较常见,
成本低。10万次用5CrMnMo、5CrNiMo
热处理变形和耐热性更好,良好的耐磨性。
热处理:粗加工后进行调质处理,硬度达到HB250~280,然后精加工成形,淬火达到HRC62,再打磨抛光成形。
②如果你的模具尺寸不大,型腔结构简单,且合模压力比较小的话,完全可以用40Cr,2万次,热处理是淬火+回火。淬火温度850~860,回火温度500,10万次,则淬火+回火+表面高频淬火(HRC58~HRC62)
注:
淬火工艺是指将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间,随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺
万次是模具寿命的单位。
CrMnMo、CrWMn、CrNiMo是制作模具***常用的高碳合金工具钢。
HRA、HRB、HRC是洛氏硬度的单位。HBS、HBW是布氏硬度的单位
。
HR指洛氏硬度;HB指布氏硬度。
洛氏硬度没有单位,是一个无纲量的力学性能指标,其***常用的硬度标尺有A、B、C三种,通常记作HRA、HRB、HRC,其表示方法为硬度数据+硬度符号,如50HRC。
模具选材是整个模具制作过程中非常重要的一个环节。
模具选材需要满足三个原则,模具满足耐磨性、强韧性等工作需求,模具满足工艺要求,同时模具应满足经济适用性。
(一)模具满足工作条件要求
1、耐磨性
坯料在模具型腔中塑性变性时,沿型腔表面既流动又滑动,使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦,从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨性是模具***基本、***重要的性能之一。
硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下,模具零件的硬度越高,磨损量越小,耐磨性也越好。另外,耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。
2、强韧性
模具的工作条件大多十分恶劣,有些常承受较大的冲击负荷,从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断,模具要具有较高的强度和韧性。
模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
3、疲劳断裂性能
模具工作过程中,在循环应力的长期作用下,往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。
模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。
4、高温性能
当模具的工作温度较高进,会使硬度和强度下降,导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因此,模具材料应具有较高的抗回火稳定性,以保证模具在工作温度下,具有较高的硬度和强度。
5、耐冷热疲劳性能
有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态,使型腔表面受拉、压力变应力的作用,引起表面龟裂和剥落,增大摩擦力,阻碍塑性变形,降低了尺寸精度,从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一,帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。
6、耐蚀性
有些模具如塑料模在工作时,由于塑料中存在氯、氟等元素,受热后分解析出HCI、HF等强侵蚀性气体,侵蚀模具型腔表面,加大其表面粗糙度,加剧磨损失效。
(二)模具满足工艺性能要求
模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量,降低生产成本,其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性;还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。
1、可锻性
具有较低的热锻变形抗力,塑性好,锻造温度范围宽,锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。
2、退火工艺性
球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。
3、切削加工性
切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。
4、氧化、脱碳敏感性
高温加热时抗氧化怀能好,脱碳速度慢,对加热介质不敏感,产生麻点倾向小。
5、淬硬性
淬火后具有均匀而高的表面硬度。
6、淬透性
淬火后能获得较深的淬硬层,采用缓和的淬火介质就能淬硬。
7、淬火变形开裂倾向
常规淬火体积变化小,形状翘曲、畸变轻微,异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低,对淬火温度及工件形状不敏感。
8、可磨削性
砂轮相对损耗小,无烧伤***限磨削用量大,对砂轮质量及冷却条件不敏感,不易发生磨伤及磨削裂纹。
(三)模具满足经济性要求
在给模具选材是,必须考虑经济性这一原则,尽可能地降低制造成本。因此,在满足使用性能的前提下,***先选用价格较低的,能用碳钢就不用合金钢,能用国产材料就不用进口材料。
另外,在选材时还应考虑市场的生产和供应情况,所选钢种应尽量少而集中,易购买。
在模具的整个制造过程中,模具材料的选用和工艺是否适当显得尤为重要。冲压模具受到冲击、高压和拉伸、弯扭等负荷,易发生磨损、疲劳、断裂、变形等现象。由于各类模具的使用方向不同,所以对模具零件材料的要求也有所差异。
一、模具制造工艺的特点
(1)模具的多采用互换良好的零件,所以模具制造工艺过程中的重点为:模具成型件制造和模具装配。
(2)模具制造工艺过程的切削和装配工序所占时间较长。因此成型件工艺以合理提高成型件的精度为主。
(3)根据模具成型件,及其型面制造精度要求高。须根据成形的特点实现数字化、一体化,以减少成形误差。
二、模具制造材料的种类
制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、低熔点合金、铝青铜等等。目前制造冲压模具的材料***大部分以钢材为主,常用的模具部件材料的种类有:碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。
三、模具制造材料的选用
(1)冲裁模具材料的要求
对于冲裁模具零件用材要求具有高的耐磨度和硬度,而对厚板冲裁模具除了要求具有高的耐磨度、抗压屈服点外,为防止模具断裂或崩刃,还应具有高的断裂抗力、较高的抗弯强度和韧度。
(2)冷挤压模材料的要求
要求模具零件有高的强度和硬度、高耐磨度,为避免冲击折断,还要求有一定的韧性。由于挤压时会产生较大的升温,所以还应具有一定的耐热疲劳度。
(3)拉深模材料的要求
要求模具制造零件材料具有良好的抗粘附度(抗咬合度)、高的耐磨度和强韧度,以及较好的切削性能,而且热处理时变形要小。
四、模具切削油品的使用
切削油在模具制造工艺中起到了关键作用,良好的冷却性能和***压抗磨性能对于刀具的使用寿命和模具精度的提升有了质的飞跃。根据工件材质的不同,切削油在选用时性能的侧重点也不一样,通常根据工艺难易度和给油方法及脱脂条件来决定。
(1)比较容易切削的材料,在防止产生划痕的前提下会选用低粘度的切削油。
(2)容易产生硬化的材料,要求使用油膜强度高、抗烧结好的切削油。
(3)对于硬度较高的材料,一般使用含有硫氯复合型添加剂的切削油,在保证***压性能的同时,避免工件出现毛刺、破裂等问题。
模具材料的选择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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