注塑加工的模具材料有哪些？(冷挤压模具材料的选择及工艺设计(活塞销冷挤压模具).doc)
admin今天给各位分享注塑加工的模具材料有哪些？的知识，其中也会对冷挤压模具材料的选择及工艺设计(活塞销冷挤压模具).doc进行分享，希望能对你有所帮助！
本文导读目录：
2、冷挤压模具材料的选择及工艺设计(活塞销冷挤压模具).doc
注塑加工的模具材料有哪些？
注塑模材料通常要求具有良好的光泽度和表面状态，因此型腔表面粗糙度很小，所以型腔表面必须进行加工，如抛光、磨削等。
为了提高注塑模具的硬度和耐磨性，通常对注塑模具进行热处理，但这种处理应该使其尺寸变化很小。
注塑模材料表面的光泽度和精度直接关系到型腔表面的耐磨性。
尤其在塑料中加入玻璃纤维、无机填料和颜料时，它们与塑料熔体一起在流道和型腔内高速流动，在型腔表面产生较大的摩擦。
如果材料不耐磨，磨损很快就会磨损，对塑料零件的质量造成损害。
这种腐蚀使空腔的表面金属溶解和剥落，表面状况恶化，塑料部件的质量劣化。
因此，采用耐腐蚀钢或镀铬和CybBar镍处理在腔体表面比较好。
冷挤压模具材料的选择及工艺设计(活塞销冷挤压模具).doc
在加热时，未溶的碳化物则起到阻止奥氏体晶粒长大的作用.钒能显著地提高高速钢的红硬性、硬度及耐磨性。
钒形成的碳化物在加热时，部分溶入奥氏体，回火时以细小的质点弥散析出，造成二次硬化而提高钢的红硬性。
铬在高速钢中主要是增加其淬透性，同时还能提高钢的抗氧化脱碳和抗腐蚀能力。
3.活塞销冷挤压模具的加工工艺路线3.1活塞销冷挤压模具工艺流程根据上述零件技术要求，现拟定如下工艺路线：下料锻造退火机械粗加工淬火（1100-1150）回火（）磨削加工装配工艺流程虽然不太复杂，但各工序必须有严格的详细的是施工说明，这样才有挤压模具的高质量。
10、如锻造时应根据W18Cr4V钢材料要求制定及执行预热加热始端中锻的温度、时间及镶拔次数等技术规范。
锻后还应放入干燥的石灰粉中冷却，以防冷却速度过快。
3.2W18Cr4V钢的锻造处理W18Cr4V钢的铸态组织中有大量粗大、不均匀分布的碳化物,必须经过反复镦粗和拔长,经验表明,锻造比达到10左右时,碳化物分布得比较均匀。
锻造过程中应严格执行“两轻一重”的锻造方法,在高温段11401180时要轻击,以防止开裂;当锻造温度在10001050时要重击,以保证能打碎碳化物;当坯料温度低于1000时要轻击,以防内裂纹出现;当坯料温。
为避免锻造时出现裂纹,镦粗阶段捶击不宜太重,必要时可先将端部“铆锻”后再镦粗,镦粗后立即拔长。
拔长时送进量要控制在锻件高度的0.60.8倍,送进量过小锻不透,过大则会产生“十字”裂纹。
镦粗时要避免单面变形或发生歪斜,拔长时翻转毛坯要均匀,拔圆时要先倒角,不要在同一地方多次捶击。
锻造时加热次数由镦拔次数、设备能量以及操作工人的熟练程度等来确定.但火次不宜太多,以免产生开裂。
锻造可以破碎材料中大块状、带状、网状碳化物，是碳化物呈均匀、细小分布，同时改善材料性能的方向性。
3.3W18Cr4V钢的热处理工艺及分析3.3.1退火锻件锻后应立即放入白。
12、灰箱或干砂箱中严埋缓冷,冷却后应立即进行退火,退火的目的是为了消除锻造应力,降低硬度以利于切削加工,同时也为随后的淬火作组织准备。
W18Cr4V钢常采用等温退火工艺,其工艺路线见图1。
3.3.2淬火W18Cr4V属于高合金工具钢,导热性差,淬火加热时通常要在800850进行预热,对于大截面、形状比较复杂的零件,需进行两次预热。
W18Cr4V钢的淬火加热温度很高,一般为12701280,在这个温度范围,溶于奥氏体中的合金元素量才会多,淬火后马氏体中的合金元素量相应也高,高速钢的热硬性才会好。
13、钢的硬度耐磨性和韧性，使钢具有优良的机械性能。
3.3.3回火W18Cr4V钢淬火后残余奥氏体量较多可达30%,为了减少残余奥氏体量,消除应力,稳定组织,提高力学性能,淬火后要在560进行回火,高速钢回火时会产生“二次硬化”现象,使硬度得到提高。
由于高速钢淬火后残余奥氏体量高达30%,经一次回火是不能完全消除的,因此要在560进行三次回火。
回火后的组织由回火马氏体、少量残余奥氏体、块状合金碳化物组成,硬度达到65HRC以上。
回火作用：回火的目的是消除淬火过程中产生的应力，以防止零件变形开裂。
另外，回火过程中还会有部分残余奥氏体转变成马氏体，提高。
14、零件的硬度，析出部分碳化物，可以细化晶粒，提高零件的强度和韧性。
4.冷挤压模具在使用过程中可能出现的失效方式以及提高寿命的方法冷挤压模具在使用过程中可能出现的失效方式主要有四种，即磨损、塑性变形、疲劳破坏和断裂，其中磨损和疲劳破坏属正常失效形式。
4.1磨损冷挤时，由于被挤材料在模具表面激烈地流动，造成模具工作表面容易磨损，按照磨损机理的不同，冷挤压模具的磨损又分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损。
4.1.1粘着磨损由于冷挤时被挤金属在模具表面的激烈流动，所以被挤金属与凹凸模工作表面产生相对运动，于是分别构成了滑动摩擦付，当表面不平时，便会出现峰顶接触，由于接触面积小，峰顶压力很高，足以引。
15、起塑性变形，导致接触还发生粘着现象。
在相对滑动情况下，粘着点被剪切，塑性材料就会转移到另一工件表面上，于是出现粘着剪切再粘着的循环过程，这就形成了粘着磨损，我们的凹模芯及凹模出现的“拉毛”现象就属于此类。
引起粘着磨损的有以下几个因素：材料特性脆性材料比塑性材料的抗粘能力强。
性大的材料组成的摩擦付粘着倾向大，互容性小的材料（异种金属或晶格不相近的金属）组成的摩擦付粘着倾向力小。
从金相组织上看，多相金属比单相金属粘着倾向力小，化合物相比单相固溶体粘着倾向小。
因此，对冷挤压毛坯及模具进行表面处理来避免金属相互摩擦。
挤压速度一般来讲，挤压过程中，挤压速度主要取决于被挤材料的可塑性所允许的变形速度。
16、花塞壳体冷挤压来讲，其速度不宜太快。
表面光洁度表面光洁度越高，抗粘着磨损能力越强。
提高模具表面光洁度，可使接触面积增大，各点接触压力减小，但过高地提高表面光洁度，因润滑剂不能存储于摩擦付表面内，反而促进粘着。
温度由于冷挤时金属流动速度很快，所以产生的热量很大，通常达200-400以上，因此模具材料必须具备高的热稳定性，否则将因模具材料处于回火状态而降低强度，并促使粘着磨损的产生。
润滑油脂润滑状态对粘着磨损影响较大，能适应高强度、重载荷的冷挤压油。
目前国内尚在研制中，还有部分依赖进口解决，目前采用的MoS2就是一种良好有润滑剂。
4.1.2磨粒磨损冷挤时由于润滑油的不清洁等因素，带有硬的颗粒进入模。
17、腔，于是产生微量切削或刮擦作用而引起模具表面脱落。
一般情况，模具材料硬度越高，耐磨性越好，但在火花塞壳体冷挤中，必须先考虑提高材料强度和毒性，再考虑材料的硬度，以防脆断或早期破坏。
4.1.3腐蚀磨损冷挤压中的腐蚀磨损主要是氧化磨损，它是通过氧化物的磨损过程进行的。
金属表面与氧化膜被磨损后又形成新的氧化膜，然后又被磨掉。
它与滑动速度、接触压力、介质状态等有直接关系。
在冷挤过程中，粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损往往是相互伴随发生的。
冷挤压的磨损实际上是一种复合磨损形式，如果稍微处理不当，磨损是相当厉害的。
减少磨损的办法主要是良好合理的设计，降低摩擦，使金属流向合理，提高模具光洁度，选择合适润滑剂，选。
18、用耐磨性好的材料，以提高模具的耐磨性。
4.2塑性变形火花塞壳体所需的单位挤压力是很大的，尤以四序为最大，共有420KN，而凸模主要工作截面直径不到15mm，且最小处仅为8.6mm，在冷挤时所受的负荷很大，在材料一定的情况下，只要热处理稍有不慎，即可能发生镦粗、折断的现象。
四序冲头发生镦粗的现象是由于挤压时，它所受的工作应力超过弹性极限，在最初的几次或几十次便会出现直径漲大0.1或更多，曾发生由于冲头涨大而卡死，造成模具损坏。
镦粗部位一般发生在距工作端部长约1/3-1/4凸模长度的地方。
防止模具产生塑性变形的方法是选择合适的模具材料，采用先进的热处理工艺，使其在保持韧性的前提下，尽可能具有足够的。
4.3疲劳破坏疲劳破坏属于冷挤压模具一种正常的失效形式，它是由于应力的反复作用，在应力集中部位造成疲劳裂纹，疲劳裂纹扩展而造成断裂破坏，这在凸凹模随处可见。
火花塞壳体冷挤压中，疲劳破坏最多的是四序冲头及四序凹模，这跟它们的受力状况有关。
四序属于复合挤压，先正挤、随后反挤，正挤时，冲头承受压应力，当同心度不是很高时，还受弯曲应力。
反挤时，先承受压应力和弯曲应力，在回程时还受到拉应力，即冲头呈不对称循环的交变应力作用，从而导致疲劳裂纹的产生。
同时冲头在冷挤过程中，由于火花塞壳体变形时的热效，应和流动金属与模具表面的摩擦，都有大量的热产生，使冲头温度升高，通常都在200-400以上，从冲。
20、头工作端部色看，甚至可达500以上。
当退出工作，加润滑剂及工作间隙，模具表面散热降温，这就使冲头表面受到交变的热应力作用，将导致热疲劳裂纹的产生。
凹模在挤压过程中，同时受到径向、轴向和切向拉应力。
径向和切向拉应力是金属变形时对凹模型腔内壁的压力所造成的，轴向拉应力是由于由于金属剧烈流动与凹模内表面发生强烈摩擦形成的。
在这四种应力的反复作用下，在凹模的内壁易造成径向疲劳裂纹，一般发生在应力集中的部位。
4.4断裂断裂是冷挤压发生的一种不正常的失效形式，按断裂的性质有韧性断裂和脆性断裂两种。
韧性断裂是应力超过屈服极限，这在冷挤压中不存在。
22、选用模具材料和热处理工艺Cr12类钢模具，抗冲击性高，但它的抗弯强度、耐磨性和高温抗磨性较差。
W18Cr4V及W6Mo5Cr4V2高速钢的抗压强度、抗弯强度、耐磨性、红硬性均高于Cr12类钢。
高速钢在过去主要是用于刀具，做模具少有应用，这是由于人们一直沿用老工艺，所以寿命总是很低。
实践证明，高速钢模具亚温淬火后，晶粒度一般在11.5-12级，可获得很高的韧性，而其它性能指标并不低于老工艺所获得的性能指标。
亚温淬火就是将淬火温度降低20-80，此外，采用贝氏体等温淬火也是获得高韧性的一种热处理方法，使用效果很好。
4.5.3提高模具表面光洁度提高模具表面光洁度。
高端进口模具材料QDX-Harmotex
对于压铸模具的使用，模具的真空热处理工艺与实际应用技术也是至关重要。
现在普遍采用真空设备加热模具到奥氏体化温度避免模具在高温环境下的表面脱碳。
模具在长时间保温后，在压力氮气(4-10巴)下或者油槽中淬火形成所需要的马氏体组织。
经过多次回火后，达到所需要的模具使用硬度。
一.模具材料QDX-HARMOTEXR的特点：。
众所周知，合金元素是影响钢材性能的基本因素之一。
从金属学角度讲，钢材的性能取决于合金元素的性质与含量、冶炼技术及其热处理后的显微组织。
良好的出厂宏观与微观组织是材料使用性能的保障。
AISIH13改良型钢主要是对钢中的合金元素进行调整。
钢中的常见合金元素如：碳、铬、钼、钒、硅和锰等对模具钢的韧性及抗热疲劳性能均有影响(见表1)。
多数改良型钢种采用降低硅含量的措施来提高韧性即把AISIH13中的硅(Si)元素含量从1%左右降低到0.2-0.5%。
当Si含量降到0.10%以下时，钢材的加工性能变得很差。
一般Si含量控制在0.20%～0.35%范围内，以满足加工性能的要求。
改良型钢中的钼含量较AISIH13钢的1.3%(wt)有所提高，一般控制在1.6%～3.0%之间。
QDX-HARMOTEXR对碳元素-钼元素-硅元素-钒元素进行了调整使得合金元素达到最佳的平衡,也就是在下文介绍的一次碳化物在高倍率扫描电子显微镜下几乎观察不到。
QDX-HARMOTEXR材料的冶炼工艺采用的是电炉熔炼(EAF)，然后采用炉外精炼之后采用RH真空脱气熔炼技术。
铸成钢锭后，把钢锭再进行ESR电渣重熔精炼。
如表2所示，钢材中的四种非金属夹杂物即：硫化物，氧化铝，硅酸盐，复合氧化物均达到并且优于北美压铸学会(NADCA)规定的夹杂物要求。
表2QDX-HARMOTEXR钢种的夹杂物等级。
QDX-HARMOTEXR采取最优化的锻造方案，确保了产品性能的各向均匀性。
在实际应用中，模具材料的各向同性(Isotropy)可使模材在各个方向上的性能均匀一致或接近，使模具型腔的寿命不会因取材的位置和方向而受影响。
出厂前，材料的退火态显微组织、布氏硬度等是衡量出厂材料的主要指标。
QDX-HARMOTEXR材料在适当的热处理后，晶粒度在7级以上。
出厂布氏硬度约为160HB,加工性能良好。
图1所示为典型的QDX-HARMOTEXR退火金相组织。
图1QDX-HARMOTEXR的退火金相组织X500。
QDX-HARMOTEXR材料的高温回火性能明显优于H13材料。
图2所示是QDX-HARMOTEXR材料与H13材料的回火曲线的对比，两种材料均采用1030摄氏度保温30分钟后空冷然后测量不同温度下的回火硬度得出回火曲线。
可以看出，QDX-HARMOTEXR材料在600摄氏度以上的温度回火时其硬度随着温度的提高下降速度明显较H13材料要慢。
说明材料的耐高温性能较H13材料更加优越。
图2新材料的回火特性曲线与H13材料的对比。
图3是QDX-HARMOTEXR材料在600摄氏度高温长时间保温时硬度的变化与H13的对比。
两种材料初始硬度在44-46HRC，在600摄氏度下保温不同时间空冷后，测量硬度。
可以看出，QDX-HARMOTEXR在保温30小时后的硬度下降值比H13要少，说明材料的高温抗软化性能更加优越。
铝合金用高压压铸模具在使用中，之所以会产生热疲劳裂纹的原因之一是由于铝合金液体在模具型腔内凝固过程中释放热量使得模具材料表面的硬度下降。
高温抗软化性能的提高能够增强材料的耐热疲劳性能。
图3新材料在600摄氏度高温长时间保温的硬度下降对比曲线。
QDX-HARMOTEXR材料的板材按北美压铸学会的技术标准在材料的心部取材制作冲击试验样品。
在材料最弱的厚度的横向做冲击试验，材料的硬度是44-46HRC。
试验结果如图4所示，QDX-HARMOTEXR较H13材料韧性有50%以上的提高。
韧性的提高不仅可以避免模具在使用中出现整体开裂的风险同时也能够提高材料的耐热疲劳性能。
图5是新材料在淬火回火后的金相组织(板材横截面尺寸：325X725毫米)。
组织是回火马氏体，马氏体针细小均匀组织良好。
图5QDX-HARMOTEXR材料的淬火-回火组织X500。
图6是QDX-HARMOTEXR材料淬火-回火组织在扫描电子显微镜(SEM)下放大2000倍的组织。
可以看出，材料在高放大倍数下组织中含有极少的一次碳化物。
材料的耐龟裂纹性能的提高需要材料具有及其少量的一次碳化物。
而H13材料通常在X2000倍下的组织中具有更多的较大颗粒一次碳化物，如图7所示。
正是这些较大颗粒的一次碳化物的分布密度较高而且颗粒较大，降低了H13类材料的韧性。
在使用中，龟裂纹的扩展会沿着晶界的碳化物逐步扩展使得材料耐龟裂纹性能下降裂纹扩展加速。
图6QDX-HARMOTEXR材料的淬火-回火扫描电镜组织X2000。
图7H13材料的淬火-回火扫描电镜组织X2000;组织中有较大颗粒的一次碳化物而且分布密度较高，降低材料耐龟裂纹性能。
QDX-HARMOTEXR材料的CCT连续冷却曲线如图8所示。
新材料的珠光体区较H13材料向右侧移动使得新材料的淬透性能够有很大的提高。
新材料更加适合于大尺寸的模具使用，因为大尺寸模具材料在热处理淬火时心部的冷却速度会急剧降低。
当模具的心部冷却速度缓慢下来后，极有可能最终组织跨过CCT曲线的珠光体区例如H13材料。
这时由于珠光体组织的形成，即使模具材料的最终硬度达到设计的要求，但是材料的韧性会急剧下降。
对于压铸用模具材料，一旦有珠光体形成材料的冲击韧性会下降到10焦耳(V-型)以下，模具有开裂的风险。
NADCA要求材料热处理后的冲击韧性应当高于11焦耳(V-型)。
所以，新材料的CCT曲线珠光体区的右移会有利于大型模具的热处理从而提高材料的整体韧性与耐热疲劳裂纹性能。
那么以上的内容就是关于注塑加工的模具材料有哪些？的介绍了，冷挤压模具材料的选择及工艺设计(活塞销冷挤压模具).doc是小编整理汇总而成，希望能给大家带来帮助。
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