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模具材料对模具寿命的影响

时间:2017-09-19? 来源:青岛丰东热处理 ?编辑:青岛丰东热处理 点击: 次
   模具材料对模具寿命的影响是模具材料种类、模具工作零件的硬度、材料的冶金质量、材料的化学成分、材料的组织结构等因素的综合反映,其中材料种类和硬度影响最为明显。
    模具材料种类对模具寿命的影响是很大的,如对同一种工件,使用不同的模具材料做弯曲试验,用9Mn2V钢,其寿命为5万次;用Cr12MoV钢渗氮,其寿命可达40万次。因此,在选用模具材料时,应根据制件的批量大小,合理选择模具材料。
    模具工作零件的硬度对模具寿命的影响也很大,但并不是硬度越高,模具寿命越长。如采用T10钢制造硅钢片冲模,硬度为52~56HRC,只冲数千件,冲件毛刺就很大。如果将硬度提高到60~64HRC,则刃磨寿命可达2万~3万件。但如果继续提高硬度,则会出现早期断裂。有的冲模硬度不宜过高,如采用Cr12MoV钢制造六角螺母冷镦凸模,硬度为56~60HRC,一般寿命为2万~3万件,失效形式是崩裂;如将硬度降为50~54HRC,寿命提高到6万~8万件。由此可见,模具寿命必须根据成形性质和失效形式确定,应使硬度、强度、韧性、耐磨性、耐疲劳强度等达到成形所需要的最佳配合。
    材料的冶金质量对模具寿命的影响也不容忽视,尤其是高碳高合金钢,冶金缺陷较多,往往是模具淬火开裂和模具早期破坏的根源:
    1)当原材料有较深的脱碳层时,或在氧化炉中加热造成氧化、脱碳时,使脱碳表面层产生大的拉应力。表面金属往往沿晶界被拉成网状。
    2)当原材料是粗晶粒钢时,内部存在大块铁素体,晶粒粗化,失去晶界结合力,在拉应力作用下沿晶界呈网状裂开。由于材料来源不一,质量保证显得十分重要,以避免先天性不足。因此,提高材料的冶金质量也是提高模具寿命的重要方面。
    采用新的热处理工艺,挖掘现有材料的潜力,对提高模具寿命是有效的,也是有限的。特别是加工工艺的发展越来越趋向高温、高压、高速,模具的服役条件更加苛刻。因此,要大幅度提高模具寿命,则必须研制和应用新的模具材料。
    近年来已研制出多种模具新材料,其中以合金钢为主,如HM1、HM3、RM2、012A1、CG2、65Nb、LM1、LM2、LD、CH-1、8Cr2S等。新研制的钢结硬质合金( DT)、合金铸铁(SMRI-86)、高温合金(如TZM)等也取得了较好的应用效果,如HM3钢锻模,比用3Cr2W8V钢模具的寿命提高了1倍;用CH-1钢制的中厚板冲模寿命比T10A钢模具提高3~5倍;用012A1钢热挤压模比用3Cr2W8V钢模具的寿命提高了3~5倍等。
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