模具鋼材工藝性能
在模具生產(chǎn)成本中,材料費用一般占10%~20%,而機械加工、熱處理、裝配和管理費用占80%以上,所以模具的工藝性能是影響模具的生產(chǎn)成本和制造難易的主要因素之一。
可加工性
——熱加工性能,指熱塑性、加工溫度范圍等;
——冷加工性能,指切削、磨削、拋光、冷拔等加工性能。
冷作模具鋼大多屬于過(guò)共析鋼和萊氏體鋼,熱加工和冷加工性能都不太好,因此須嚴格控制熱加工和冷加工的工藝參數,以避免產(chǎn)生缺陷和廢品。另一方面,通過(guò)提高鋼的純凈度,減少有害雜質(zhì)的含量,改善鋼的組織狀態(tài),以改善鋼的熱加工和冷加工性能,從而降低模具的生產(chǎn)成本。
為改善模具鋼的冷加工性能,自20世紀30年代開(kāi)始,研究向模具鋼中加入S、Pb、Ca、Te等易切削加工元素或導致模具鋼中碳的石墨化的元素,發(fā)展了各種易切削模具鋼,以進(jìn)一步改善其切削性能和磨削性能,減少刀具磨料消耗、降低成本。
淬透性
淬透性主要取決于鋼的化學(xué)成分和淬火前的原始組織狀態(tài);淬硬性則主要取決于鋼中的含碳量。對于大部分的冷作模具鋼,淬硬性往往是主要的考慮因素之一。對于熱作模具鋼和塑料模具鋼,一般模具尺寸較大,尤其是制造大型模具,其淬透性更為重要。另外,對于形狀復雜容易產(chǎn)生熱處理變形的各種模具,為了減少淬火變形,往往盡可能采用冷卻能力較弱的淬火介質(zhì),如空冷、油冷或鹽浴冷卻,為了得到要求的硬度和淬硬層深度,就需要采用淬透性較好的模具鋼。
處理變形
為了便于生產(chǎn),要求模具鋼淬火溫度范圍盡可能放寬一些,特別是當模具采用火焰加熱局部淬火時(shí),由于難于準確地測量和控制溫度,就要求模具鋼有更寬的淬火溫度范圍。
模具在熱處理時(shí),尤其是在淬火過(guò)程中,要產(chǎn)生體積變化、形狀翹曲、畸變等,為保證模具質(zhì)量,要求模具鋼的熱處理變形小,特別是對于形狀復雜的模具,淬火后難以修整,對于熱處理變形程度的要求更為苛刻,應該選用微變形模具鋼制造。
敏感性
模具在加熱過(guò)程中,如果發(fā)生氧化、脫碳現象,就會(huì )使其硬度、耐磨性、使用性能和使用壽命降低;因此,要求模具鋼的氧化、脫碳敏感性好。對于含鉬量較高的模具鋼,由于氧化、脫碳敏感性強,需采用特種熱處理,如真空熱處理、可控氣氛熱處理、鹽浴熱處理等。