模具材料的主要性能指标_知乎_

各种模具的工作条件不同，对模具材料的性能要求也不同。为了使所选模具材料满足模具的使用要求，对模具材料的性能及其影响因素有更全面、更深入的了解。

一、强度

强度是表征材料变形抗力和断裂抗力的性能指标。

冷作模具材料塑性变形抗性评价的主要指标是常温下的屈服点o，或屈服强度a2；热作模具材料塑性变形阻力评价的指标应为高温屈服点或高温屈服强度。为了确保模具在使用过程中不会发生过度的塑性变形，模具材料的屈服点必须大于模具的工作应力。热作模具的加工对象是高温软化状态的空白，因此工作应力远小于冷作模具。但热作模具与高温空白接触的部分会被加热和软化，因此模具的表面必须有足够的高温强度。

反映冷模材料的断裂抗力指标是室温下的抗拉强度、抗压强度和抗弯强度。在考虑热模的断裂抗力时，还应包括断裂韧性。

影响强度的因素很多。钢的碳含量、合金元素含量、晶粒大小、金相组织、碳化物的类型、形状、大小和分布、残留奥氏体量和内应力状态对强度有显著影响。

二、硬度和热硬度

硬度是衡量材料软硬度的性能指标。成型模具应具有足够高的硬度，以确保使用性能和使用寿命。冷模具的一般硬度为52~60HRC热作模具的硬度一般为40~52HRC范围内。

硬度实际上是一种综合的力学性能。因此，模具材料的各种性能要求通常只通过在图纸上标记硬度来表示。

热硬度是指模具在加热或高温条件下保持高硬度的能力。为了满足模具的工作要求，大多数热模具和一些冷模具应具有一定的热硬度。

钢的硬度和热硬度主要取决于钢的化学成分、热处理工艺和表面处理工艺。

耐磨性

零件形成时，材料与模具腔表面相对移动，导致腔表面磨损，从而改变模具的尺寸精度、形状和表面粗糙度。耐磨性指标可以用室温下的磨损量或相对耐磨性来表示。磨损是一个复杂的过程，

影响磨损的因素很多，除了模具工作过程中的润滑外，还很大程度上取决于模具材料的化学成分、组织状态、力学性能等。如果模具的表面硬度越高，耐磨性越好；在钢结构中，马氏体耐磨性好，下贝氏体耐磨性更好。此外，钢中碳化物的性质、数量和分布也对耐磨性有显著影响。

四、韧性

韧性是材料在冲击载荷作用下抵抗裂纹的特性，反映了模具的脆性阻力，常用的冲击韧性ax评估。冷作模具材料主要用于高硬度状态，在这种状态下ax值很小，很难相互比较，所以通常根据静态弯曲挠度的大小来比较其韧性。工作时承受巨大冲击载荷的模具必须将冲击韧性作为一个重要的性能指标。例如，锤锻模具通常需要钢a、值不应低于30/30cm2.压力机模具钢的冲击韧性可低于锤锻模具钢。对于一些热模材料和高强度冷模钢，有时需要考虑其断裂韧性。

韧性不是一个单一的性能指标，而是强度和塑性的综合

五、疲劳性能

在工作过程中，模具承受着机械冲击和热冲击的交变应力，在工作过程中，热交变应力会导致模具热裂。受应力和温度梯度的影响，型腔表面常形成浅而细的裂纹，其快速传播和扩展会导致模具失效。

影响疲劳抗力的因素取决于钢的化学成分及组织的不均匀性，如钢中化学成分不均匀或存在非金属夹杂物、气孔、显微裂纹等均可导致钢的疲劳抗力降低，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成为疲劳破坏。

六、耐热性

热模具、部分成型模具或冷模具通常需要考虑模具材料的耐热性，因为工作温度较高。当模具工作温度升高时，各种在室温下发挥强化作用的稳定组织应转化为稳定组织（如马氏体分解、碳化物聚集生长等），这将导致材料强度、硬度等机械性能指标下降，氧化也趋于加剧。因此，确保耐热性的关键是模具组织应具有良好的热稳定性。高温材料的热稳定性通常为600~700℃屈服强度表明，它与钢的回火稳定性有关。因此，增加一些合金元素，提高钢的再结晶温度，提高钢中基体组织和碳化物的稳定性，可以提高钢的耐热性。7、耐腐蚀性

一些塑料模具和压铸模具在工作时被加工材料腐蚀，从而加剧模腔表面磨损。因此，这些模具材料应具有相应的耐腐蚀性。合金化或表面处理是提高模具钢耐腐蚀性的主要途径。