1. 热锻模工作条件和性能要求
热锻模是在高温下,通过冲击力或压力对炽热金属坯料热加工成型的模具,包括锤锻模、压力机锻模、热镦模、精锻模和高速锻模等,其中锤锻模最有代表性。热锻模用钢,主要用于各种尺寸的锤锻模、平锻机锻模、大型压力机锻模等。
锤锻模在模锻锤的作用下使加热的金属成型,工作过程中承受模锻锤很大的冲击载荷和压应力作用,而且冲击频率很高。金属坯料的温度达850~1 150℃(钢铁坯料为1 000~1 200℃),工作过程中模具型腔不断承受坯料的强烈摩擦,炽热金属坯料对型腔的不断加热和不断摩擦,使模具升温到300~400℃,局部温度达到500~700℃。模具的工作特点是间歇性,每锻好一个零件或毛坯,取出后,都要用水、油或压缩空气冷却模具型腔,反复的加热和冷却,使模具表面产生较大的热应力。坯料对模具型腔的强烈摩擦,也会造成模具型腔腔壁的塌陷及加剧磨损等。
锤锻模在机械载荷与热载荷的共同作用下,会在其型腔表面形成复杂的磨损过裎,其中包括黏着磨损、热疲劳磨损、氧化磨损等。另外,当锻件的氧化皮未清除或未很好清除时,也会产生磨粒磨损。锤锻模型腔深处的燕尾处易形成应力集中,在燕尾的凹槽底部易形成裂纹而造成开裂。在锤锻模的工作过程中,由于在热载荷的循环、反复加热和冷却的交替作用下,将会产生热疲劳裂纹,导致模具失效。因此,锤锻模的主要失效形式为磨损失效、断裂失效、热疲劳开裂失效及塑性变形失效等。从模具的失效部位来看,型腔中的水平面和台阶易产生塑性变形失效,侧面易产生磨损失效,型腔深处和燕尾的凹角半径处因易萌生裂纹而产生断裂失效。
锤锻模对材料的性能要求主要有:高的冲击韧性(≥30 J/cm2)和断裂韧性,较高的高温硬度、高温强度,高的热疲劳抗力和回火稳定性,好的淬透性。
2. 热锻模材料的选用
(1)锤锻模工作零件材料的选用 锤锻模的工作零件指直接与炽热金属坯料接触,成型锻件的部分,包括整体锻模、嵌镶模块等。锤锻模具工作零件的选材,可参照表4-7;不同类型热锤模对工作零件热处理后的力学性能要求,见表4-8。
表4-7 锤锻模具工作零件材料的选用
表4-8 不同类型锤锻模对工作零件的力学性能(www.xing528.com)
(2)锤锻模其他零件材料的选用 锤锻模其他零件材料的选用,可参照表4-9。
表4-9 锤锻模其他零件材料的选用
(3)其他热锻模材料的选用 其他热锻模材料的选用,可参照表4-10。
表4-10 其他热锻模材料的选用
续表
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