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模具钢在工作性能方面的要求

根据模具的服役条件、环境和状况的不同，应选择具有不同特性的模具钢。在模具的制造过程中，模具的使用寿命和制成的精度、质量、表面性能，除了与模具的设计、制造精度以及机床和操作等条件有关外，与模具材料及其热处理工艺也有密切关系。据有关的统计表明，模具的早期失效因材料的选择不当和内部缺陷引起的占10%左右，由热处理不当引起的约占50%，因此正确选择具有优良质量的模具钢材并进行正确的热处理具有十分重要的意义。模具钢的特性主要包括使用性能、工艺性能和冶金质量三个方面。

模具钢在工作性能方面的性能要求：

（1）硬度

模具在工作时受力状态时复杂的，如热作模具通常在交变的温度场下承受交变应力作用，因此他应具有良好的抗软化或塑性变形状态的能力，在长期工作的模具的硬度一般选择在58HRC以上，而热作模具尤其是要求高的抗热疲劳性能的模具，通常硬度在45HRC左右。对普通使用的塑料模具，一般硬度要求在35HRC左右。

（2）强度与韧度

零件的成形使模具承受着巨大的冲击、扭曲等符合，尤其是现代的高速冲压、高速精密锻造和液态成形等技术以及一次成形的发展，模具承受着更大的负荷，往往由于模具钢和韧度不够，造成型腔边缘或局部塌陷、崩刃或断裂而早期失效，因此模具热处理后应具有较高的硬度和韧度。

（3）耐磨性

零件成形时材料与模具型腔表面发生相对运动，使型腔表面产生了磨损，从而使得模具的尺寸精度、形状和表面的粗糙度发生变化而失效。磨损时一种复杂的过程，影响因素很多，除取决于作用于模具的外界条件外，还在很大程度上取决于采用刚才的化学成分不均匀性、组织状态、理学性能等。

（4）疲劳性能

模具工作时承受着机械冲击和热冲击的交变应力，热作模具在工作的过程中，热交变应力更明显地导致模具热烈。受应力与温度梯度的影响而引起裂纹，往往是在型腔表面形成浅而细的裂纹，他的迅速传播和扩展导致模具失效。另外，钢的化学成分和组织的不均匀以及存在的冶金缺陷如非金属夹杂物，气孔、显微裂纹等均可导致钢的疲劳强度降低，因为在交变应力的作用下，首先在这些薄弱地区产生疲劳裂纹并发展为疲劳破坏。

（5）粘着性

工模零件的表面由于两金属原子相互扩散或单向扩散的作用，往往会有一些被加工金属粘着，尤其是一些切削、剪切工具和冲压工具的表面会产生粘附或结疤现象，这会影响刃口的锋利程度和局部组织、化学成分的改变，使刃口部分崩裂或粘附金属的脱落划伤模具，使工作表面粗糙。因此良好的抗粘着性也很重要。

（6）和蚀刻性能

随着模具，特别是塑料模具的广泛使用，低的表面粗糙度值（甚至锦棉程度）已经不可或缺，低的表面粗糙度值影响到模具的寿命和生产效率及制品的质量。高的表面质量可以减轻腐蚀（特别是局部点状腐蚀）、减小开裂的危险，抛光模具钢才的化学成分、组织机构、硬度及碳化物分布必须均匀。大碳化物尤其是他们偏析并称带状时，对表面抛光性极为有害。特别重要的是，模具钢中不能含有没有发生变形的大氧化物夹杂或偏析，因而必须严格控制冶炼和脱氧工艺。真空电弧重熔、电渣重熔效果良好，这种工艺目前成为高级塑料模具钢的主要生产方式。即使是简单的真空脱气也有助于消除大的氧化物夹杂，这些冶炼工艺不仅能降低氧化物的含量，而且能使氧化物更细小、均匀，同时控制冶炼和脱氧过程，还可以改变夹杂物类型，使之软化并具有较好的塑韧性而提高抛光性能。

模具钢中任何未闭合的空洞都会影响其抛光性能，因而热加工中牙合疏松等冶金缺陷并保持组织的致密是十分必要的，这可以通过现代化的成形加工技术来实现。例如反复镦拔技术、旋转锻造技术、高温等静压制等可细化原始铸态组织，减少树枝晶内空隙。电渣重熔、真空电弧重熔精炼工艺，对模具钢均匀性也十分有利。由热处理或表面硬化而英气的缺陷，应尽量避免导致硬度不均匀的脱碳。这些措施加上合理的成分设计及控制，就能生产出镜面加工性优异的模具钢。

此外，还应根据模具的工作条件和环境的差异，考虑所用模具钢应具有良好的导热性、抗腐蚀性、抗氧化性和导磁性等。

本文出自*港峰公司(葛利兹、名佳利)*，转载请注明出处！ 2010-4-22