模具材料的选用及其性能优化
模具工艺改善方案

模具工艺改善方案背景简介随着制造业的不断发展,模具工艺已经成为了现代工业发展的一个重要组成部分。
而在模具制造的过程中,工艺方案的设计和实施至关重要。
有效地改善模具工艺,可以大幅度提高模具的精度和效率,从而提升整个生产线的质量和效益。
本文将简要介绍模具工艺的一些基本要素,并提出一些相关的改善方案,以期为读者提供参考和启发。
模具工艺的基本要素模具工艺的设计和实施需要考虑以下几个基本要素:1. 材料选择模具的材料选择对于整个模具的精度和耐用度有着至关重要的影响。
合适的材料应该具备以下几点特征:•具有足够的硬度和韧性,能够承受高强度的加工和使用;•具有良好的耐腐蚀和耐磨损性能,能够适应多种不同的加工条件和环境;•具有良好的加工性能,能够满足不同形状、大小和精度的要求。
2. 结构设计模具的结构设计是模具工艺中最核心的要素之一。
合理的结构设计能够满足模具的精度和使用寿命的要求,并提高模具的生产效率。
例如,对于模具的结构设计而言,如果模具尺寸过大,会增加加工难度和成本;反之过小,则可能导致模具的制造精度难以保证。
此外,还需要考虑模具的设计复杂度和可操作性等因素。
3. 制造工艺制造工艺是指模具从材料选择、结构设计到加工和调试的全过程。
制造工艺的好坏会直接影响到模具的质量和精度。
在制造工艺中,需要关注以下几个方面:•加工流程的规范化和标准化;•切削加工的精度控制和刀具的选择;•抛光和热处理等后续加工工艺的协调和配合;•模具的组装和调试等环节的精细化处理。
4. 增强服务在模具工艺的设计和实施过程中,还需要注重增强相关的服务保障。
这需要考虑以下几个方面:•为模具的制造、调试和使用提供专业的技术支持和咨询;•提供可靠的售后服务,及时处理模具使用中出现的问题;•为客户制定个性化的模具改进计划,提高客户的满意度和信心。
模具工艺改善方案针对以上基本要素,我们提出以下几个模具工艺改善方案:1. 加强材料选择和优化制造工艺在模具工艺的设计和实施中,加强对材料选择和制造工艺的优化,可以显著提升模具的耐用度和精度,同时也能大幅降低模具制造和使用的成本。
注塑模具试模报告(最完美)

注塑模具试模报告引言注塑模具试模是一个关键的过程,它对产品的质量和生产效率具有重要影响。
本报告旨在详细介绍注塑模具试模过程中的各个环节,为了实现最完美的结果,我们将从模具设计、材料选择、工艺参数设置、试模测试以及优化改进等方面进行阐述。
概述注塑模具试模是在注塑机上进行的模具性能测试过程,通过对模具进行试模可以评估其性能和功能的可靠性,以确保产品能够满足设计要求。
试模过程中需要考虑模具的定位精度、注塑过程的稳定性、产品的成型质量等因素。
正文内容一、模具设计1. 模具结构设计:模具的结构设计应考虑产品的设计要求和注塑工艺的特点,确保模具能够精确定位并顺利进行注塑过程。
2. 模具材料选择:模具的材料选择应考虑产品的成型要求、生产批量和模具寿命等因素,常用的模具材料有硬质合金、工具钢、不锈钢等。
二、材料选择1. 塑料材料选择:根据产品的用途和要求选择合适的塑料材料,考虑其热稳定性、机械性能、耐化学腐蚀性等。
2. 材料预处理:塑料材料在注塑前需要进行干燥处理,以确保材料的质量和注塑过程的稳定性。
三、工艺参数设置1. 注射压力与速度设置:注射压力和速度的设置应根据产品形状、尺寸和壁厚等因素进行合理调整,以防止产生缺陷,如短射、热裂纹等。
2. 注射温度控制:注射温度的控制对于保证产品的成型质量至关重要,应根据塑料材料的熔融温度进行合理设定。
3. 模具温度控制:模具温度的控制能够影响产品的收缩和表面质量,应根据塑料材料的热性能设定合适的温度。
四、试模测试1. 注塑工艺试模:在试模过程中,通过调整工艺参数进行试模测试,如调整注射速度、温度等,评估产品的造型效果和成型质量。
2. 模具寿命测试:通过连续进行多次试模测试,以评估模具的寿命和性能稳定性,确定模具是否需进行改进或调整。
五、优化改进1. 问题分析和解决:根据试模测试的结果,分析产生的缺陷及其原因,并提出相应的解决方案,如调整工艺参数、优化模具结构等。
2. 模具维护与保养:及时进行模具的维护和保养工作,延长模具的使用寿命,提高生产效率和产品质量。
如何提高模具品质

如何提高模具品质模具品质是指模具的精度、耐久性、可靠性和稳定性等各项指标的综合表现。
提高模具品质可以从多个方面入手,以下是几点建议:1.正确认识模具品质模具品质不仅仅包括外观和尺寸,还包括性能指标、使用寿命、易损件的更换周期等。
合理评估模具的设计和制造是否符合项目需求和使用要求,明确模具品质的各项指标,为提高模具品质定好基调。
2.优化模具设计合理的模具设计是提高模具品质的基础。
通过应用CAD、CAE等辅助设计软件,可以实现模具设计的优化,提高模具的精度、可靠性和稳定性。
在设计过程中,注重材料选择、结构设计以及工艺可行性评估,确保模具符合其使用环境和使用寿命的要求。
3.选用高品质材料模具材料的质量对模具品质起到至关重要的作用。
选用高品质的模具材料,具有良好的机械性能、磨损性能和耐腐蚀性能。
同时,要确保材料供应商具备良好的合作记录和信誉度,采用严格的材料测试和检验标准来保证材料的质量。
4.科学的加工工艺模具的加工工艺直接影响到模具的精度和耐用性。
使用高精度加工设备和工艺,如数控机床、电火花加工等,保证模具零件的加工精度。
在加工过程中,要注重铣削、磨削、热处理、硬化等工艺的合理应用,确保模具达到设计要求的硬度、尺寸和形状。
5.严格的制造过程控制制造模具的过程中,要严格控制各个环节的质量,并建立相应的质量控制标准和工艺规程。
持续改进模具制造工艺,优化制造流程,减少人为操作误差和机械损伤。
通过制造过程中的各项参数监控和不良品分析,及时发现和解决问题,避免瑕疵模具出厂。
6.全面的质量检测质量检测是提高模具品质的重要环节。
采用各种先进的检测设备和手段,如三坐标测量机、金相显微镜等,对模具进行精确的尺寸、表面质量和材料组织分析。
定期对模具进行完全检查和维护,发现问题及时修复,保证模具能够长期稳定运行。
总结起来,要提高模具品质,关键在于正确认识模具品质、优化设计、选用高品质材料、科学的加工工艺、严格制造过程控制和全面的质量检测。
模具质量提升方案

模具质量提升方案背景模具是工业生产中最常用的工具之一,广泛应用于汽车、电子、电器、建筑等领域。
模具的质量直接关系到产品的质量,因此提升模具质量是企业不断追求的目标。
但是,当前许多企业在模具质量方面存在着一些问题,比如制造精度低、寿命短、生产成本高等,这些问题严重制约了企业的生产效率和竞争力。
为了解决模具质量问题,本文提出了一些实用的提升方案,以期帮助企业改善模具质量、提高生产效率。
方案1. 引入高精度设备精度是模具质量的核心指标之一,因此引入高精度设备是提升模具质量的重要手段。
企业可以购买高精度的CNC机床、电火花加工机等设备,来提高模具的精度。
值得注意的是,在引入高精度设备之前,企业要确保工人有足够的技术能力,能够熟练操作这些设备,否则设备的使用效果将大打折扣。
2. 优化材料选用模具的材料对其质量和性能有着直接影响。
因此,优化材料选用是提升模具质量的重要方面。
企业可以根据模具的用途和工作环境,选择高强度、高耐磨、高韧性的材料,如优质的合金钢、硬质合金等。
另外,对于一些特殊要求,如防腐蚀、耐高温等,可以选择相应的特殊材料。
3. 采用先进的制造工艺制造工艺是影响模具质量的重要因素之一。
新的制造工艺能够通过提高生产效率、加工精度、降低成本等方式,进一步提升模具的质量。
在制造过程中,可以采用模具先进的加工技术、生产自动化、精细化制造等,有意识地减少人工误差,从而提高模具质量。
4. 严格的质量检测体系良好的质量检测体系是保证模具质量的重要条件。
企业可以建立健全的质量检测流程,全面、细致地对模具进行检测,减少模具出现质量问题的概率。
在检测过程中,可以采用常规检测方法,如外观检测、尺寸检查等,也可以采用先进的非接触式检测技术。
同时,建立模具库,对模具进行档案化管理,以方便随时查找、使用。
结论提升模具质量既是一项挑战,也是一项机遇。
不断探索新的技术、创新模具制造工艺,将会有效地提升模具的质量、降低生产成本,从而获得更好的经济效益。
模具设计中的构造优化与强度分析

模具设计中的构造优化与强度分析在制造业中,模具设计起着至关重要的作用。
模具是用于制造各种产品的工具,其设计质量直接影响产品的质量和生产效率。
在模具设计中,构造优化和强度分析是两个重要的方面,它们能够提高模具的性能和寿命。
构造优化是指通过对模具结构进行合理的调整和改进,以提高模具的性能和效率。
在模具设计中,构造优化可以从多个方面进行考虑。
首先,要考虑模具的材料选择和结构设计。
不同的材料具有不同的物理性质和机械性能,选择合适的材料可以提高模具的强度和耐用性。
其次,要考虑模具的结构设计。
合理的结构设计可以减少模具的重量和材料消耗,提高模具的制造和使用效率。
此外,还可以通过优化模具的冷却系统和排气系统,提高模具的冷却效果和产品质量。
强度分析是指通过对模具进行力学分析,评估模具的强度和稳定性。
在模具设计中,强度分析可以通过有限元分析等方法进行。
有限元分析是一种常用的数值分析方法,可以模拟模具在实际工作条件下的受力情况,评估模具的强度和变形情况。
通过强度分析,可以确定模具的受力部位和受力情况,进而进行针对性的结构优化和改进。
强度分析还可以帮助设计师预测模具的寿命和故障情况,提前采取相应的措施,延长模具的使用寿命。
在模具设计中,构造优化和强度分析是相互关联的。
构造优化可以提高模具的性能和效率,而强度分析可以验证和评估构造优化的效果。
通过结合构造优化和强度分析,可以设计出更加优化和高效的模具。
除了构造优化和强度分析,模具设计中还有其他一些重要的考虑因素。
例如,模具的制造工艺和装配要求。
模具的制造工艺直接影响模具的制造成本和周期,因此需要在设计过程中考虑到制造的可行性和效率。
此外,模具的装配要求也需要在设计中进行充分考虑,以确保模具的装配精度和稳定性。
总之,模具设计中的构造优化和强度分析是两个重要的方面。
通过合理的构造优化和强度分析,可以提高模具的性能和效率,延长模具的使用寿命。
在模具设计中,还需要考虑其他一些因素,如制造工艺和装配要求。
注塑成型工艺中的模具设计与优化

注塑成型工艺中的模具设计与优化一、引言随着全球化的发展和消费需求的不断增长,注塑成型工艺在生产制造中扮演着越来越重要的角色。
在注塑成型工艺中,模具设计与优化是关键环节,决定了产品质量、生产效率和生产成本。
本文将深入探讨注塑成型工艺中的模具设计与优化。
二、模具设计的基本原理1. 注塑成型工艺的基本流程注塑成型工艺是将熔化的塑料料施加于一定压力下充填到模具腔道中,经冷却硬化得到所需产品的过程。
基本流程包括注塑机料斗→注射装置→模具→冷却→开模→脱模→修整,所以模具的设计与优化必须充分考虑每个环节。
2. 模具设计的原则(1)合理的结构设计:模具结构应合理布局,便于加工和组装,以提高生产效率。
同时,需要考虑模具在使用过程中的稳定性和耐用性。
(2)充分考虑产品特性:模具设计时要充分考虑产品的特性,例如产品形状、尺寸、材料等,以确保产品的质量和性能。
(3)考虑冷却系统:冷却系统是模具设计的关键,直接影响产品的成型质量和生产效率。
冷却系统应具备良好的冷却效果,确保产品均匀冷却,并减少生产周期。
三、模具设计的优化方法1. 充分了解材料特性模具的设计与优化首先要充分了解材料的特性,包括熔点、流动性、尺寸稳定性等,以便在设计过程中选择合适的材料,并做出相应的调整和优化。
2. 仿真技术的应用利用计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助工程(CAE)技术,进行模具设计的仿真分析。
通过仿真,可以模拟产品的充填、冷却和开模等过程,优化模具的结构和尺寸,提高产品的质量和生产效率。
3. 模具设计的标准化模具设计的标准化是改善模具设计质量和效率的重要手段。
建立规范化的设计流程和标准,提高设计效率和一致性,并减少设计的错误和修正。
四、模具设计的实践案例以汽车零部件为例,介绍一个模具设计的实践案例,以展示模具设计与优化的重要性。
汽车零部件的模具设计需要考虑到产品的形状复杂、尺寸精度高等特点。
在该案例中,设计团队利用CAD和CAE技术对模具进行了三维建模和仿真分析。
模具工艺优化方法及其在实际生产中的应用

模具工艺优化方法及其在实际生产中的应用模具工艺是指在模具设计、制造和使用过程中对模具的各个环节进行优化,以提高模具的质量和寿命,并且能够满足产品的生产要求。
模具工艺优化方法是指对模具设计、工艺和制造中的关键技术问题进行研究,以提高模具的制造效率和质量,同时降低制造成本。
模具工艺优化方法包括模具材料的选择、工艺参数的优化、模具结构的优化和参数化设计等。
模具材料的选择是指选择合适的模具材料来制造模具。
模具材料的选择应该根据产品的材料、形状和生产环境来确定,保证模具具有足够的刚性和耐磨性,同时能够满足生产要求。
工艺参数的优化是指在模具制造过程中,根据不同的产品和模具材料,对加工工艺参数进行调整,以提高加工的精度和效率。
模具结构的优化是指对模具的结构进行设计和改进,以提高模具的使用寿命和生产效率。
参数化设计是指通过建立合理的模具参数化模型,实现模具的自动设计和优化。
在实际生产中,模具工艺优化方法可以应用于各个环节。
首先,在模具设计过程中,可以采用参数化设计和模具优化设计方法,以提高设计效率和设计质量。
通过参数化设计方法,可以快速建立模具的三维模型,并且可以根据产品的不同要求,对模具进行快速设计和修改。
同时,通过模具优化设计方法,可以对模具的结构进行改进和优化,以提高模具的使用寿命和生产效率。
其次,在模具制造过程中,可以采用合理的模具材料和加工工艺参数,以提高模具的制造质量和效率。
模具材料的选择应该根据产品的要求和模具的使用环境来确定,同时要保证模具具有足够的刚性和耐磨性。
加工工艺参数的优化是指对加工工艺参数进行调整和优化,以提高加工的精度和效率。
通过合理选择和调整工艺参数,可以减少加工过程中的变形和裂纹现象,提高模具的加工精度和表面质量。
最后,在模具使用过程中,可以采用合适的保养和维修方法,延长模具的使用寿命。
模具的保养和维修包括定期清洁和润滑模具,及时更换损坏或磨损的零件,以及对模具进行必要的维修和保养。
模具产品的优化方案

模具产品的优化方案概述模具是工业生产中常用的一种工具,用于制造各种产品的形状和结构。
模具产品的质量和性能直接影响着产品的生产效率和成本。
为了提高模具产品的质量和性能,需要进行优化方案的研究和实施。
本文将从以下几个方面介绍模具产品的优化方案:1.材料选择2.结构设计3.表面处理4.工艺控制5.模具维护材料选择材料选择是模具产品优化的关键步骤。
合适的材料能够提供良好的机械性能和耐磨性,能够有效延长模具的使用寿命并提高产品质量。
常用的模具材料包括钢、铝、塑料等。
选材时需要考虑以下几个因素:•强度和刚度要求:根据产品的使用环境和工作条件选择合适的材料强度和刚度。
•耐磨性要求:对于需要经常与产品接触的模具,应选择具有良好耐磨性的材料。
•腐蚀和氧化抗性:对于可能接触腐蚀性物质或需要抵抗氧化的模具,选择具有良好抗腐蚀和抗氧化性能的材料。
结构设计模具产品的结构设计对产品的质量和性能影响很大。
合理的结构设计可以提高产品的准确度、稳定性和生产效率。
以下是一些常见的结构设计优化方案:1.减少零件数量:通过合理的设计,尽量减少模具产品的零件数量,减少制造成本和装配工序。
2.提高刚度:增加模具产品的刚度,能够有效减少形变和振动,提高加工精度和产品的表面质量。
3.增加冷却系统:合理设计冷却系统,能够有效降低模具温度,提高成型周期和产品质量。
4.考虑易于维护性:在结构设计中考虑模具的易于维护性,包括易于拆卸、更换零件和清洁等。
表面处理模具产品的表面处理对产品的质量和外观有很大影响。
合适的表面处理能够提高产品的光洁度、耐磨性和耐腐蚀性。
常见的表面处理方法包括:1.镀铬:镀铬能提高模具的硬度和抗氧化性能,使得模具能够更好地抵抗磨损和腐蚀。
2.氮化:氮化处理能提高模具的硬度和耐磨性,对于需要经常与产品接触的模具特别有效。
3.表面喷涂:通过喷涂一层特殊涂料或涂层,能够提高模具的耐磨性和耐腐蚀性。
4.抛光:抛光能够提高模具的表面光洁度和减少摩擦阻力,使得产品表面更加光滑。
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模具材料定选用及其性能优化模具成型技术所具有的高效率、高一致性是其他成型工艺所不能比拟的,模具已成为现代工业生产关键的工艺装备,而模具材料及其先进制备技术又是完成高质量高寿命模具产品的最基础、最关键、最核心的保障,是推动先进净成型技术发展的重要支撑技术。
由于对生产制备技术控制、材料选用合理性及配套改性技术研究不深入,使我国的模具制造水平提高缓慢,很难满足制造业的发展需求。
一、模具材料选用的基本原则1、模具的工况要求模具的工作温度、冷却方式和受力状态不同,对模具材料的性能要求也不尽相同。
(1)工作温度冷状态(室温)条件下工作的模具,应具有良好的耐磨性、强度、韧性、硬度及可加工性,通常选用冷作模具钢;高温状态下工作的模具,应选择合适的热作模具钢,它与炙热金属经常接触,型腔表面温度可达400~600℃,受到应力及金属剧烈流动的作用,材料表面容易剧烈磨损,因此它必须具有高的回火稳定性。
此外,还应具有满足服役条件的力学性能、热稳定性、抗氧化性、抗疲劳性、耐热磨损和热熔损及良好的工艺性能;对于塑料制品加工,需选用专用塑料模具钢。
(2)冷却方式热作模具的使用寿命与冷却条件密切相关,若采用冷却方式、介质不当,模具容易失效,大大缩短使用寿命,如钨含量较高的热作模具,若采用喷水冷却,容易出现早期热疲劳开裂,应以油水雾和通水内冷为宜。
采用冷却剂进行冷却的热作模具,反复受到冷热交替作用,极宜引起龟裂现象(即热疲劳)。
因此,选用的热作模具钢必须具有良好的抗热疲劳的能力。
(3)受力状态模具(尤其是热作模具)在工作中承受压应力、拉应力、弯曲应力及冲击应力,还经历强烈摩擦,因此,选择的模具钢应具有强度和韧性的良好配合,同时还应有足够的硬度和耐磨性。
锤锻模具比压力机模具受到更高的冲击应力,要求有较高的韧性,而压力机模具则要求有更高的抗热磨损性能。
2.模具的性能要求各类模具钢的工作性能主要包括硬度、强度及韧性、耐磨性、疲劳性能、粘着性、抗腐蚀性和抗氧化性等。
模具种类很多,工作条件差别很大,对模具材料的性能要求也各不相同。
没有任何一种材料可以同时保持多种性能的最佳状态。
因此,模具材料选用时,常需协调这些性能,争取最佳的性能组合。
突出主要性能,兼顾次要性能,达到材料性能与模具工作要求圆满匹配,获得最高的模具使用寿命。
某些极端工况条件,往往对模具某一方面的性能有更苛刻的要求,这就要求模具材料有与之相适应的特殊性能,以保证较长的模具寿命和较高的产品质量。
总之,根据模具工作条件选用性能特点相匹配的模具材料,如冷作模具钢可选用耐磨性良好的高碳高合金材料,压铸模具具有注重热疲劳性能好的材料,连杆精锻模具要选择热强性高、耐磨性好的材料,避免在选用材料时出现原则性失误。
3.模具的寿命要求模具材料的选用与所需要的模具寿命密切。
如产品试制阶段的模具寿命就不作要求,只考虑产品成型的精度,因此,在选用材料时,只需要选择一般性的材料。
而大批量的产品加工就要考虑选用较好的模具材料。
模具寿命还与产品精度要求及复杂程度密切相关,因此在选材时应考虑相关因素合理安排模具材料的使用。
(1)产品批量大小实际选材时,应根据生产加工产品的批量大小和生产方式来选材,小批量选择一般性的材料,大批量选择高性能的材料。
(2)产品精度要求产品精度要求高,模具精度要求相应提高,因此要获得理想的模具使用寿命,就必须选择综合性能良好的模具材料,如热精锻模具、冷精冲模具;低精度产品成型可选用一般性材料,如齿坯热成型、大型热锻件模具等。
(3)产品的复杂程度产品的复杂程度直接关系到模具结构的复杂程度。
通常,结果复杂的模具比简单结构的模具对模具材料的要求高,尤其是大型、复杂模具的关键部件,因其工况条件相对恶劣,为满足生产需要,必须选择相对优质的材料来制造,如汽车发动机压铸模具、高速级进模具。
二、模具材料的实现保障1.冶炼质量控制(1)冶炼工艺控制不同的冶炼方法,对模具材料成分的影响也不同。
通常采用的冶炼方法有电弧炉冶炼、电渣重熔、中频炉冶炼及炉外精炼等。
电弧炉冶炼采用的主要技术手段为“供氧、造渣、升温、加脱氧剂、合金化操作”。
电弧炉冶炼热效率高,冶金过程容易控制,可以冶炼多种合金钢且设备简单、投产快。
电渣重熔过程中,金属的熔化、浇注和凝固在一个较纯净的环境中实现,减少了钢液的污染。
由于有良好的动力学条件,电渣重熔过程中钢渣能进行充分接触,同时由于电磁力的搅拌作用,强化了冶金效应,促进了有害杂质和非金属夹杂物的去除。
此外,电渣重熔冶炼方法所得钢锭组织均匀致密且表明粗糙度低。
中频炉重熔属间断熔炼,融化金属受到电磁力作用产生强烈搅拌,这是中频炉的一个重要特点,液态金属流动(搅拌)从熔池的中央开始,向线圈两端移动。
由于金属受炉底和炉壁的约束,因而最终的运动总是向上,在炉池的顶部形成一个驼峰。
炉外精炼过程中,通过钢液搅拌可加速扩散,充分脱硫并去处夹杂。
通过喂丝机向钢包内喂入脱硫、脱氧及微调成分的粉剂(如Ca-Si粉),或直接微入铝线。
碳线等对钢液进行深脱硫、钙处理以及微调钢中碳和铝等充分的方法。
它还具有清洁钢液、改善非金属夹杂物的功能。
(2)夹杂物控制导致夹杂物增多的原因很多,如脱氧、二次氧化、夹渣及化学反应。
研究证实,钢包处理过程中,工模具钢中非金属夹杂主要来源于钢包釉面。
因此,合理控制钢包使用次数与控制钢液温度、渣的成分、脱氧方式及搅拌条件等方面同等重要。
把产生产品缺陷的夹杂物消灭在钢液进入结晶器之前。
二次精炼和连铸工艺操作是生产洁净钢的关键。
在炼钢-精炼-连铸工艺流程生产洁净钢要控制好四点:转炉降低终点[O]熔,这是产生夹杂物的源头;精炼要促使原生的脱氧产物大量上浮;连铸要减轻或杜绝钢液二次氧化,防止生成新的夹杂物;防止再污染,浇铸过程要防止经炉外精炼的“干净”钢液受外来夹杂再污染。
(3)S、P含量控制当模具高温工作时,晶界上偏析出的FeS离异共晶熔点低,极易导致模具开裂(热脆现象)。
此外,含硫量高的钢铸件在铸造应力作用下易产生热裂纹,焊接时产生SO2气体使焊缝产生气孔和疏松。
磷一般固溶于钢中。
具有很强的固溶强化作用,但带来的弊端就是剧烈降低钢的韧性,称为冷脆。
此外,磷有严重的偏析倾向,且它在γ-Fe和α-Fe中扩散速度很小,很难通过热处理方式消除。
S、P是在炼钢时由矿石和燃料带到钢中的杂质,生产中应注意精选炼钢所用矿石和燃料,严格控制S、P含量。
对于S可通过向钢中加入适量的锰来防止热脆。
因为加入锰后,MnS替代FeS存在于钢中,其熔点(1600℃)高于热加工温度,且在高温下有一定的塑性。
工业生产中。
一般控制锰含量为含硫量的5~10倍。
(4)有害气体元素含量控制钢中氮元素的有害作用,主要是通过淬火时效和应变时效造成的。
可向钢中加入足够数量的铝,与氮结合成AlN,减弱或完全消除时效现象并起到细化晶粒的作用。
氢对钢的危害很大,容易引起氢脆和白点缺陷。
必须从来源控制氢含量,一般钢中的氢是由锈蚀含水的炉料或从含水蒸汽的炉气中吸入的;此外,在含氢的还原气氛中加热钢材、酸洗或电镀等,氢均可被钢件吸收,并扩散到钢中。
钢中氧化物夹杂的存在破坏钢的连续性,往往成为裂纹的起点。
因此,对氧含量必须加以控制,可采用真空技术、电渣重熔、惰性气体净化和渣洗技术等手段。
2.锻造质量的控制(1)锻造工艺控制模具钢模块的改锻处理,不仅可获得合适的尺寸规格,还可消除组织内带状炭化物偏析,提高力学性能。
为获得良好的锻造效果,必须严格控制锻造工艺,合理选择始锻温度和终锻温度,而且锻造时采用“三镦三拔”的方法,以改善碳化物的不均匀性。
根据钢材塑性差的特点,采取“轻-重-轻”方式操作,即始锻时轻锤快打,中间温度相对重打,接近终锻温度时又轻打的锻造方法,避免连续重锤。
对于导热性差的钢材,锻造时加热、冷却均不易过快,以免引起开裂,锻成后应该放在干砂中冷却。
采用上述改锻方法制造的模块,寿命可延长2~3倍。
(2)多向锻造控制为破碎一次碳化物和改善偏析及疏松,改善等向性能,国外常采用等向锻造、多向锻造工艺。
采用多次多向镦拔工艺和必须的变形度,有利于消除组织内部带状组织,使碳化物充分破碎,均匀分布,起到弥散强化的效果,可使气孔、疏松焊合,提高材料致密度和力学性能,可有效减小模具钢的横向和纵向性能差异,更容易获得高等向性能的工件。
采用多向锻造工艺,H13钢的横纵向性能可达80%以上,而传统工艺生产的仅为50%左右。
采用多向锻造工艺,操作工程中应注意合理控制锻造温度、力度和各方向的锻造比,避免出现折叠开列等工艺质量问题。
(3)锻造比控制锻造比的大小影响金属的力学性能和锻件质量,增加锻造比有利于金属的组织与性能,模块内部孔隙被焊合,碳化物被击碎分布均匀,力学性能得到改善。
但锻造比过大会出现纤维组织,使材料出现各向异性,横向力学性能急剧下降。
合理选择锻造比,不仅要考虑材料的成分、锻件的受力情况、零件的结构特点和钢锭的截面尺寸,还与锻件的成形过程、变形方式、冶炼方法密切相关。
钢锭越大,合金含量越高,所需锻造比也相应加大。
合金结构钢钢锭比碳素结构钢钢锭的铸造缺陷严重,所需锻造比要大些,制造模具时,通常需要增加镦粗工序。
电渣钢的质量较好,所需锻造比可小些。
当锻造受力方向与纤维方向不一致时,为避免明显的各向异性,可取锻造比为2.0~2.5;当锻造受力方向与纤维方向基本一致时,为提高纵向性能,可取锻造比为4或更高。
3、热处理技术控制模具材料的性能是由材料成分和热处理后的组织所决定的。
模具热处理包括锻后退火,粗加工后的回火,精加工后的淬火、回火,电火花或线切割后的低温去应力回火。
只有冷热加工合理配合,才能保证良好的模具寿命。
热处理技术控制的合理,将会时工件成分、组织趋于均匀,并获得均匀细小的晶粒,从而保证工件具有优良强韧性匹配。
(1)成分均匀化热处理对材料成分调整也至关重要。
生产中常会出现因热处理不当造成模具表面脱碳、氧化、成分偏析等问题,直接影响模具材料整体性能。
模具材料成分均匀,其各向异性程度将显著降低。
否则,带来的直接影响时模具材料受力时,容易出现局部磨损或裂纹等早期失效问题。
真空热处理技术所具备的特点(如防止加热氧化、脱碳、真空脱气或除气、消除氢脆),正时模具材料均匀化所迫切需要的。
(2)组织均匀花材料组织均匀,其各向异性差异越小,不易出现组织内部应力集中问题。
模具钢组织均匀化无疑更利于实现其高等向性能,尤其是对于大截面模具,组织均匀化更具有重要意义,将减小大截面模具表明与心部横向和纵向性能的差异,明显提高模具使用寿命。
目前,国外采用真空二次精炼或电渣重熔、高温扩散退火合乎大锻造比的等向锻造工艺相结合的方式,力求获得高等向性能的模具。
只有合理配置冶炼、热处理及锻造工艺,才能达到组织均匀化,实现高等向性能的目的。