鍛造鍛件時(shí)對(duì)冷作模具鋼性能的要求
冷作模具鋼是指使金屬在冷狀態(tài)下(常溫)變形的模具用鋼,包括制造沖裁用的模具(落料沖孔模、修邊模、沖頭、剪刀)、冷擠壓用模、壓彎模、拉伸模、螺紋滾模、拉絲模、冷鐓模、壓印模等。冷軋輥也可以看做是一種特殊的冷作模具。在機(jī)械制造、冶金、電機(jī)電器制造及無(wú)線電、電工儀表等各行業(yè)的零件制造中,冷作模具占有很重要的地位,使用極為廣泛。
冷作模具在工作時(shí),由于被加工材料的變形抗力比較大,模具的工作部分,特別是刃口會(huì)受到強(qiáng)烈的摩擦和擠壓,所以,鍛造所用的模具應(yīng)具行高的硬度、強(qiáng)度和耐磨件。另外,模具在工作過(guò)程中還會(huì)受到?jīng)_擊力的作川,故要求模具具有一定的韌度。還要求冷作模片鋼具有較好的可加工性、脫碳敏感性小及淬火畸變小等工藝性能。
高的硬度是保持高的耐磨性的必耍條件,此外,硬度與抗壓屈服強(qiáng)度之間有線性關(guān)系。從圖還可看出,殘余奧氏體增加,尤其超過(guò)5%以上時(shí),會(huì)降低抗壓屈服強(qiáng)度。淬火內(nèi)應(yīng)力的存在也會(huì)降低抗壓屈服強(qiáng)度。這些對(duì)于保持冷作模具工作部分的尺寸精度,要求在受到高負(fù)荷條件下不致發(fā)生微小的塑性變形的模具是很重要的,尤其是對(duì)冷擠壓沖頭(凸模)更為重要。有時(shí)由于鍛造鍛件的工藝或使用條件的要求,需要在較辦的溫度下能保持較高的硬度,這時(shí)就需要有一定的熱穩(wěn)定性。
一些冷作模具還要求在具有高強(qiáng)度的同時(shí)具有較好的韌性,這對(duì)于防止由于沖擊、重載荷、偏心彎曲載荷、應(yīng)力集中引起的破裂和折斷是十分重要的。影響強(qiáng)度的因素很多,主要是鋼中碳和合金元素的含量及其分布、晶粒的大小、碳化物的顆粒大小及分布的均勻性,以及內(nèi)應(yīng)力的存在。晶粒的粗大和由于過(guò)高的碳含量和碳化物形成元素而引起的碳化物不均勻分布,會(huì)嚴(yán)重降低鍛造鍛件的模具鋼的斷裂強(qiáng)度。
對(duì)于韌性的要求,應(yīng)根據(jù)工作條件來(lái)考慮。工作時(shí)受沖擊負(fù)份較大(如冷鐓模)、易受偏心彎曲載荷(如細(xì)長(zhǎng)沖頭)或有應(yīng)力集中時(shí),需要較高的韌度。
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