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其他热作模具加工材料

发布:2016-06-03 11:18      点击:
  一、硬质合金
    由于硬质合金具有很高的热硬性和耐磨性,还有良好的热稳定性、抗氧化性和耐蚀性,因而可用于制造某些热作模具。钨钻类硬质合金(通常制成镶块)可用于热切边凹模、压铸模、工作温度较高的热挤压凸模或凹模等。例如气阀挺杆热徽挤模,原采用3Cr2W8V钢制作,热处理后的硬度为49一52HRC,使用寿命5000次。后在模具工作部分采用YG20硬质合金镶块,模具寿命提高到15万次。应用于热作模具的还有奥氏体不锈钢钢结硬质合金和高碳高铬合金钢钢结硬质合金等。例如ST60钢结合金制热挤压模在960℃左右挤压纯铜时,其使用寿命比YG15高得多。ST60还用于热冲孔模、热平锻模等。R5钢结硬质合金等也可用于热挤压模。
    二、高温合金
    高温合金的种类很多,有铁基、镍基、钻基合金等。其工作温度高达650一1000`C,可用来制造黄铜、钦及镍合金以及某些钢铁材料的热挤压模具。当模具本身的温度上升到650℃以上的高温状态时,一般的热作模具钢都会软化而损坏,但这些高温合金仍能保持高的强度和硬度。表3-20是几种常用高温合金的化学成分。A-286合金经热处理后可被有效硬化,常用于热挤压黄铜的模具,其使用寿命可达铬系热作模具钢的两倍。常用镍基高温合金的工作温度可达800一1000`C,可用于挤压耐热钢零件或挤压钢管的凹模或芯棒等。钻基高温合金在1000℃以上可保持很高的强度和抗氧化能力。S-816合金经固溶处理和时效后,具有比镍基高温合金更好的耐热疲劳性,故用于热挤压模具可获得较高的使用寿命。
    三、难熔金属合金
    通常将熔点在1700℃以上的金属称为难熔金属,其中如钨、钥、祖、铭的熔点在2600℃以上,其再结晶温度高于100090,可长时间在1000℃以上工作。在热作模具制造中应用的主要是钥基合金和钨基合金,其中TIM和Anviloyl 150两种合金尤其受到关注。TLM合金的成分为:二。。>99%,。二二0.5%、wZ, =0.08%、wc二0.03%;Anviloy1150合金的化学成分为:wp =95%、wN。二3.5%、。、、二1.5%。
    这类材料的特点是熔点很高,高温强度较大,耐热性和耐蚀性好,有优良的导热、导电性能,热胀系数小,耐热疲劳性好,不粘合熔融金属,塑性也比较好,便于加工成形。其缺点是在500℃以上易氧化,在再结晶温度以上将发生脆化,此外价格昂贵。它们主要用于制作在较高温度下工作的模具,如铜合金、钢铁材料的压铸模和钦合金、耐热钢的热挤压模等,可获得良好的使用效果。
    四、压铸模用铜合金
    钢铁材料压铸时,高温金属液体(1450一158090)迅速压人模腔,模腔最高工作温度可达100090以上,瞬时形成很高的温度梯度。铜合金因导热性好,能将压铸件的热量很快散发出去,使模具的温升和内部的温度梯度大为降低,从而降低了模具的应变和应力,使其强度足以承受压铸时的压力,同时也减轻了热疲劳作用。此外,铜合金弹性模量低,热胀系数较小,不会发生相变,故所制作的模具在工作过程中性能及尺寸稳定。模具型腔可用精铸、压铸或冷挤压等多种工艺加工成形,制造周期短,成本低。
    用于压铸模的铜合金有被青铜合金、铬错钒铜合金和铬错镁铜合金。其中,铬错钒铜合金的化学成分为:wc,=0.5%一0.8%,wZ,=0.2%一0.5%,wV二0.2%一0.6%,杂质的质量分数‘0.35%,其余为铜;铬错镁铜合金的化学成分为:WC,二0.25%一0.6%, wz,二0.11% -0.25%,二,g=0.03%-0.1%,其余为铜。上述铜合金的热处理工艺为固溶处理与时效。用这些铜合金制作的用于钢铁件的压铸模,其使用寿命常常远高于各种热作模具钢。