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模具磨损构件剖析

点击次数:   更新时间:17/04/06 14:57:04     来源:www.bigidearegistry.com关闭分    享:

  磨损是冷作模具,如拉伸,冲切,挤压等模具及许多塑料模具的常见的失效机制,但在热作模中,如热锻模,温锻模,铝挤出模等,也会发生这种失效。大多数模具用户认为磨损似乎是一个自然的,不可避免的问题。这种看法当然是不准确的,因为对于一定的使用条件,选择正确的模具材料将可大大延长模具的使用寿命。磨损可分为磨粒磨损和粘着磨损。磨粒磨损是当硬度高于模具基体硬度的颗粒与模具表面作相对运动时造成的模具表面划伤。粘着磨损是模具表面与被加工材料的局部焊合。由于模具与被加工材料进一步相对运动引起微焊点的撕开而造成模具表面出现的微碎片脱落。  此种磨损多产生于不锈钢,铜及铝等延展性好的材料的深冲和冲切加工。提高模具的耐粘着磨损强度的有效手段是提高模具工作表面的光洁度和选择碳化物颗粒小且分布均匀的模具材料如粉末钢。本文重点讨论模具的磨粒磨损失效。所以在实验室内模拟不同的磨损机理乃至为重要。我们采用两种试验方法来评价工具钢的磨损特性。即将一根工具钢的圆柱形销压在装有砂纸的旋转的圆盘上。通过测定经一定时间间隔后的失重来评定销的磨损。另一种是改型的试验,即利用车床以锋利的刀具旋削一固定的磨料。用显微镜测量刀具的磨损并相对于被切削下材料的体积或切削掉的数量作出曲线图。运动方向磨损图磨粒磨损机理运动方向局部微焊点被加工材料鉴李模模微焊点的再次剪切断裂二粘着磨损图粘着磨损机理测定模具材料的抗磨粒磨损强度的最好方法是在实际生产线上进行。 由于这样的测定成本高且费在磨粒磨损条件下使用的模具钢大部分冷作工具钢都含有分布在马氏体基体中的不同的碳化物。影响工具钢抗磨粒磨损性能的主要因素是基体的硬度和碳化物体积,硬度及尺寸。通常所有这些因素愈高,材料的耐磨粒磨损性能愈好,但是碳化物量较少以及较低的基体硬度有时可以由较大的碳化物颗粒尺寸和较高的碳化物硬度来补偿。列出钢材不同组织,不同碳化物,不同表面处理层或覆层以及磨粒的硬度水平。由图可以清楚地看到大而硬的碳化物颗粒的有效作用,这里,碳化物抗磨粒此时为氧化铁犁切的能力比基体强。不仅磨粒与模具钢之间的硬度差别,而且钢中碳化物的种类和含量也都很重要。粒大时如压制瓷砖,类的含有大颗粒碳化物的工具钢使用效果最好。而对于较小的磨粒如氧化物层,碳化物的类型及分布就更为重要。在此情况下具有细小且均匀分布之碳化物的粉末冶金钢具有很大优势。采用粉末冶金方法制成的钢材具有非常均一的显微组织,其碳化物细小脚,球状化且均匀分布。但是,采用传统冶金方法冶炼的钢材,其碳化物呈严重带状偏析且碳化物颗粒尺寸各不相同。平均尺寸为脚,但经常出现更大尺寸的碳化物颗粒。模具的磨粒磨损百模具钢的碳化物种类,大小和含量。钢的不同组织,不同表面处理层及不同磨粒的硬度的磨损表面,白色区域为碳化物提高模具耐磨性的方法之一是使用表面镀层。可见,Λ/镀层ΙΜ(比镀层ΙΜ有更高的耐磨性。原因之一就是ΙΜ镀层的硬度高另一原因是用法得到较厚的镀层。此外/法所采用的高温也使模具钢基体与镀层之间有更强的附着力。应用试验结果,证实了镀层比镀层具有更好的耐磨性。此应用试验是采用带有不同工具钢和不同镀层之环形刀片的注塑成型机进行的。在注塑成型中的磨粒磨损实用试验结果磨粒磨损实例冷作应用中的磨损冷作应用中的一个典型的磨粒磨损实例如图=因为使用添加剂的缘故,使油漆和涂料具有很强的磨粒磨损性。一个典型的实例来自一家生产用作可拆卸式墙壁零件之型材的公司,在钢板一面涂有白色,一面涂有绿色油漆,轧制时与绿色一侧接触的轧辊受到严重磨损。这可能是颜料中的硅酸铬起了磨粒的作用。在钢制模具上镀硬铬仅使模具寿命略有提高。将模具材料更换为;或许是最佳选择。塑料模具的磨损较之注塑成型而言,在热固性挤压成型和挤出成型模具方面磨粒磨损是一个较严重的问题。随着添加剂或增强剂含量的增加,注塑模具也会面临磨损问题。当模具硬度足够时,无添加剂和无增强剂的塑料树脂不会对模具产生可测度的磨粒磨损。流动的塑料可能只起一种抛光的作用。几乎所有的工程热固性塑料都含有增强剂因而都会对模具产生磨粒磨损。不仅是模具和磨粒之间的硬度差,而且磨粒的数量和形状也决定磨损的速率。玻璃球粒比带尖端玻璃纤维造成的磨损小,而且粗大的纤维比细小的纤维造成更大的磨损。因为粒状玻璃可以达到比玻璃纤维更高的充填率,因此尽管粒状玻璃具有适合讲侧水骤趣第期冯英育模具的磨粒磨损的形状,但仍会造成严重的磨损。压塑模具中钢刀片的磨损情况。注塑塑料中含有磨损性极强的玻璃纤维。气门时,经改用具有更高抗热磨损能力的钢材后,单件产品生产成本降低了,见表当压铸液体材料中含有磨粒时侵蚀磨损可能出现见压塑模具中刀片的磨损22热作应用中的磨损在热作应用中也可发生磨粒磨损,尽管其主要的失效方式是热疲劳或开裂。磨粒磨损主要是由于被加工材料的氧化皮造成的,例如锻压汽车发动机图压铸模中心销的腐蚀磨损表锻压发动机气门件瑞典克郎3到,军条咪渺结论与讨论影响模具钢抗磨粒磨损性能的重要因素是钢材基体的硬度,碳化物的体积,硬度以及大小。模具材料的费用仅仅是模具总成本的百分之几。通过选用合适的模具材料,可以显着降低生产成本。为决定在不同的使用条件下选用何种模具材料,可以在生产设备上进行试验。尽管这种试验成本高时间长,但重要的是能够用实验设备模拟不同的磨损机理。钢厂采用两种试验方法来评定模具钢的磨损特性。销一盘法和改型的试验。在大多数情况下,实验室试验与应用试验之间的相关性非常良好。当选择一种模具材料时,重要的是还要考虑到除磨损之外的其它失效机制。失效机理的相对比较。在许多情况下,是韧性限制了模具的寿命。 如果作出韧性与耐磨性之关系的曲线则显而易见,粉末冶金钢和823具有良好的耐磨性与韧性的组合。模具钢耐磨性图一胜百模具钢耐磨性与韧性改善模具耐磨性的另一种有效手段是采用表面镀层。试验表明/镀层ΙΜ比镀层更耐磨。

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