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模具選材所需滿(mǎn)足的工藝性能要求
????????【中塑在線(xiàn)訊】模具的制造一般都要經(jīng)過(guò)鍛造、切削加工、熱處理等幾道工序。為保證模具的制造質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,其材料應具有良好的可鍛性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性;還應具有小的氧化、脫碳敏感性和淬火變形開(kāi)裂傾向。
????????1. 淬透性
????????淬透性是指在規定條件下用試樣淬透層深度和硬度分布來(lái)表征的材料特征,它主要取決于材料的臨界淬火冷速的大小。在規定條件下,決定鋼材淬硬深度和硬度分布的特性。即鋼淬火時(shí)得到淬硬層深度大小的能力,它表示鋼接受淬火的能力。鋼材淬透性好與差,常用淬硬層深度來(lái)表示。淬硬層深度越大,則鋼的淬透性越好。鋼的淬透性是鋼材本身所固有的屬性,它只取決于其本身的內部因素,而與外部因素無(wú)關(guān)。鋼的淬透性主要取決于它的化學(xué)成分,特別是含增大淬透性的合金元素及晶粒度,加熱溫度和保溫時(shí)間等因素有關(guān)。淬透性好的鋼材,可使鋼件整個(gè)截面獲得均勻一致的力學(xué)性能以及可選用鋼件淬火應力小的淬火劑,以減少變形和開(kāi)裂。
????????2. 氧化、
????????氧化: 狹義地,氧元素與其他的物質(zhì)元素發(fā)生的化學(xué)反應,稱(chēng)其為氧化,也是一種重要的化工單元過(guò)程。 廣義的氧化,指物質(zhì)失電子(氧化數升高)的過(guò)程,
????????人的新陳代謝也像是氧化作用,亦即人體每天都在生銹,所產(chǎn)生的鐵銹在醫學(xué)里就叫自由基。自由基是一種帶有未配對電子的粒子。因為帶有單數電子,所以非常不穩定,具有高度的化學(xué)反應性,很容易和周遭的分子反應,使安定分子也變成自由基。如此一再重復,就會(huì )衍生大量的自由基。自由基非?;钴S,非常不安分。就象我們人類(lèi)社會(huì )中的不甘寂寞的單身漢一樣,如果總也找不到理想的伴侶,可能就會(huì )成為社會(huì )不安定的因素。
????????一般情況下,生命是離不開(kāi)自由基活動(dòng)的。我們的身體每時(shí)每刻都從里到外的運動(dòng),每一瞬間都在燃燒著(zhù)能量,而負責傳遞能量的搬運工就是自由基。當這些幫助能量轉換的自由基被封閉在細胞里不能亂跑亂竄時(shí),它們對生命是無(wú)害的。但如果自由基的活動(dòng)失去控制,超過(guò)一定的量,生命的正常秩序就會(huì )被破壞,疾病可能就會(huì )隨之而來(lái)。
????????所以說(shuō)自由基是一把雙刃劍。已知有許多疾病皆肇因于自由基作祟,如類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節炎、急性呼吸窘迫癥候群、艾滋病以及牙周病等。自由基除會(huì )對細胞產(chǎn)生傷害外,最?lèi)毫拥募總z在于能發(fā)動(dòng)自由基連鎖反應,進(jìn)一步惡化、傷害體內組織。這種連鎖反應相當驚人:正常的化學(xué)物質(zhì)系由原子與分子構成且需攜帶二個(gè)成對電子來(lái)維持化學(xué)狀態(tài)的安定;而自由基即是含有不成對電子的分子或原子,因此它極須搶奪其它分子或原子的電子湊對,才能安撫它的野性,保持安定。然而,如果自由基豪奪的對象是蛋白質(zhì)、碳水化合物、醣類(lèi)、脂肪等人體必須物質(zhì),則這些失去電子的營(yíng)養成分,不僅因為遭氧化而面目全非,更會(huì )進(jìn)一步利用其自由基的新身分,再去搶奪其它電子由此形成惡性循環(huán)的自由基連鎖反應;人體的功能因此逐漸損傷敗壞。
????????3、脫碳敏感性
????????decarbonization一種凈化氣體的過(guò)程,指脫除混合氣體中的二氧化碳,主要見(jiàn)于合成氨生產(chǎn)原料氣或煤氣的處理。脫除原料氣中二氧化碳的方法,分為3類(lèi)。
????????(1)物理吸收法最早采用加壓水脫除二氧化碳,經(jīng)過(guò)減壓將水再生。此法設備簡(jiǎn)單,但脫除二氧化碳凈化度差,出口二氧化碳一般在2%(體積)以下,動(dòng)力消耗也高。近20年來(lái)開(kāi)發(fā)有甲醇洗滌法、碳酸丙烯酯法、聚乙二醇二甲醚法等,與加壓水脫碳法相比,它們具有凈化度高、能耗低、回收二氧化碳純度高等優(yōu)點(diǎn),而且還可選擇性地脫除硫化氫,是工業(yè)上廣泛采用的脫碳方法。
????????(2)化學(xué)吸收法具有吸收效果好、再生容易,同時(shí)還能脫硫化氫等優(yōu)點(diǎn)。主要方法有乙醇胺法和催化熱鉀堿法。后者脫碳反應式為:
????????K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3
????????為提高二氧化碳的吸收和再生速度,可在碳酸鉀溶液中添加某些無(wú)機或有機物作活化劑,并加入緩蝕劑以降低溶液對設備的腐蝕。其中工業(yè)上廣泛應用的方法(表5—9)有多種。
????????3.切削加工性
????????切削加工性(可切削性,機械加工性):指金屬材料被刀具切削加工后而成為合格工件 的難易程度。切削加工性好壞常用加工后工件的表面粗糙度,允許的切削速度以及刀具的磨損程度來(lái)衡量。它與金屬材料的化學(xué)成分,力學(xué)性能,導熱性及加工硬化程度等諸多因素有關(guān)。通常用硬度和韌性作切削加工性好壞的大致判斷。一般講,金屬材料的硬度愈高愈難切削,硬度雖不高,但韌性大,切削也較困難。一般非鐵金屬(有色金屬)比鐵金屬切削加工性好,鑄鐵比鋼好。
????????4. 退火工藝性
????????退火是一種金屬熱處理工藝,指的是將金屬緩慢加熱到一定溫度,保持足夠時(shí)間,然后以適宜速度冷卻。目的是降低硬度,改善切削加工性;消除殘余應力,穩定尺寸,減少變形與裂紋傾向;細化晶粒,調整組織,消除組織缺陷。準確的說(shuō),退火是一種對材料的熱處理工藝,包括金屬材料、非金屬材料。而且新材料的退火目的也與傳統金屬退火存在異同。
????????5.淬硬性
????????鋼在淬火后獲得硬度的能力,取決于M中WC%。 鋼的淬透性和淬硬性是兩種完全不同的概念。鋼的淬硬性是指鋼在理想條件下淬火能達到最高硬度的能力,它主要取決于馬氏體的碳含量。淬透性好的鋼,其淬硬性不一定高。如低碳合金鋼的淬透性相當好,但它的淬硬性卻不高,再如高碳工具鋼的淬透性較差,但其淬硬性高。
????????6. 可鍛性
????????金屬具有熱塑性,在加熱狀態(tài)(各種金屬要求溫度不同),可以進(jìn)行壓力加工,稱(chēng)為具有可鍛性。指金屬材料在壓力加工時(shí),能改變形狀而不產(chǎn)生裂紋的性能。它包括在熱態(tài) 或冷態(tài)下能夠進(jìn)行錘鍛,軋制,拉伸,擠壓等加工??慑懶缘暮脡闹饕c金屬材料的化學(xué)成分有關(guān)。
????????金屬材料在鍛壓加工中能承受塑性變形而不破裂的性能,也叫工藝塑性??慑懶灾笜送ǔS媒饘俨牧显谝欢ㄋ苄宰冃畏绞较卤砻骈_(kāi)始出現裂紋時(shí)的變形量來(lái)表示,這個(gè)變形量稱(chēng)為臨界變形量。各種鍛壓加工的變形方式不同,表示可鍛性的指標也不同。鐓粗以壓縮率表示,延伸以延伸率或截面縮小率表示,扭轉以扭角表示。
????????7.淬火變形開(kāi)裂傾向
????????常規淬火體積變化小,形狀翹曲、畸變輕微,異常變形傾向低。常規淬火開(kāi)裂敏感性低,對淬火溫度及工件形狀不敏感。
????????8.可磨削性
????????砂輪相對損耗小,無(wú)燒傷極限磨削用量大,對砂輪質(zhì)量及冷卻條件不敏感,不易發(fā)生磨傷及磨削裂紋。