鍛造模具材料的物理性能知識

在模具使用溫度(室溫（wēn）至較（jiào）高工作溫度)範圍內具有良好的抗拉強度、屈服（fú）強度、斷（duàn）麵（miàn）收（shōu）縮率、延伸（shēn）率、衝擊韌性和硬度等力學（xué）性能的匹配。

1)抗拉強度和屈服強度

不同類型（xíng）的模具對鍛造模具材料所要求的力（lì）學性能具體指標有所側重，同時（shí）不應僅考慮室（shì）溫力學性（xìng）能（néng）而忽視更（gèng）重要的實際工作溫度的性（xìng）能指標;切（qiē）忌追求盲目脫離實際的全麵高指標。例如：在冷鍛變形抗力極高的難變形合金鍛件時，當模具承受的應力超過鍛造模具材料在使（shǐ）用溫度下的抗拉強度時，會導致模具開裂報廢;如果模具承受的應力（lì）超過鍛造模具材（cái）料在使用溫度下的屈服強度時，則會引起模具塌陷等永（yǒng）久（jiǔ）變形，導致鍛件超差。在（zài）這種條件（jiàn）下，就要選擇抗拉強度和屈服強度高的鍛造模具材料，一般，鍛（duàn）造模具（jù）材料的抗拉（lā）強度應大於應承受應（yīng）力（lì）的30%以上（shàng）。

2)衝擊韌性、斷麵收縮率和延伸率（lǜ）

由於（yú）鍛造（zào）模具材料的衝擊韌性指（zhǐ）標的選擇與鍛造載荷性質密切相關，因此，對於鍛錘和螺旋壓力（lì）機等衝擊載荷設備（bèi）使用的模具，如果鍛造模具（jù）材料（liào）的衝（chōng）擊韌性低，模具有（yǒu）可能發生開裂而報廢;在這種條件下（xià），就要選擇衝擊（jī）韌性高的鍛造模具材料。

對於斷麵收（shōu）縮率和延伸率高的鍛造模具材料，可（kě）以在出現微小裂紋的情況下繼續使用，而不致於很快就破裂，因此，在抗拉強度、屈服強度和硬度指標（biāo）許可條件下，盡可能地提高其斷麵收縮率和（hé）延伸率。

3)硬度

鑒於硬度除（chú）了與強度指標有對應關係（xì）外，還與模（mó）具的耐磨性密切相關（guān），在衝擊韌性、斷麵收縮率和延伸率等（děng）指標許可條件（jiàn）下，盡可能地提高（gāo）其硬度(或耐磨性)。鍛模（mó）硬度和（hé）紅硬性是鍛模材料（liào）的重要性能，模具在高溫（wēn）下工作應能保持（chí）其形狀和尺寸不發生變化。

眾所周知（zhī），同一個鍛造模具材料（liào）的抗拉強度、屈服強度、硬度和斷麵收縮率、延伸率、衝擊韌性之間存在著相互矛盾的關係，如果提（tí）高前者，必須要（yào）犧牲後者，這就（jiù）需要根據（jù）具體模（mó）具的實際工作（zuò）環境來選擇相應的性能（néng）匹配。

必須（xū）指出，材料（liào）的（de）硬度在一定程度不但可（kě）以反映強度（dù）水平，而（ér）且硬度和耐磨（mó）性有著甘種對應關係，一般硬度高的材料，其耐（nài）磨性也好（hǎo），因此（cǐ），許多鍛造模具材料通常隻簡單地規定對硬度的要求。

2.疲勞（láo）性能

鍛造（zào）模具材料的疲勞性能包括機械疲勞（láo）和冷熱疲（pí）勞（láo）兩種。熱作模具長期（qī）在高機械載荷至零機械載荷及200℃～600℃溫度區（qū）間交替循環，這兩種脈衝的加載和卸載所造成應力（lì）的疊加，久而久（jiǔ）之（zhī），模膛（táng）表麵會萌生出微裂紋;微裂紋進一步發展就會（huì）加速模具磨（mó）損、產生（shēng）碎塊，從而導致模具（jù）失效，所以要求鍛造（zào）模（mó）具（jù）材料（liào）應該具有良好的（de）抗（kàng）機（jī）械疲勞和抗冷熱疲勞性能。

3.組織穩定性

通（tōng）常，熱作模具的工作溫度在（zài）200℃～600℃甚至（zhì）更高，在這樣寬的溫度區間以及脈衝式的熱負荷和機械負荷長期作用（yòng）下，會引起鍛（duàn）造（zào）模具材料組織的變化和性能(如硬度)的不穩（wěn）定（dìng）性，導致加速磨損、塑性變形（xíng）和龜裂，從（cóng）而使模具提前失效。因此，鍛模材料的穩定性對鍛模的使（shǐ）用壽命（mìng）具有重要的意義。鍛模材料良好的導熱性和耐回火性，可使鍛模在複雜的工作條件下保持模具（jù）表麵的硬度和組（zǔ）織穩定（dìng）性。

檢查鍛造模具材料組織穩定性常用的簡單方法：在模具的工作溫（wēn）度長時間保溫(通常選擇預定的壽命期)，然（rán）後測量不（bú）同溫度和不同時間的對應的硬度，硬度值可以定性地（dì）反（fǎn）映材料的抗拉強度和抗磨損的水平（píng）。

4.冷熱加工工藝（yì）性能

鍛模材料是在高硬度、高強度、高耐磨（mó）性及足夠韌性的（de）狀態下使用，其冷熱加工都十分困難，因此，要求鍛造模具材料應具有對模具的綜合技術經濟指標有重要影響的良好冶煉、鑄造、鍛造、切（qiē）削加工、熱處理和表麵處理和冷熱加工工藝性能。

5.冶金質量

鍛造模具（jù）材料的冶金質量對模具的可靠性、壽（shòu）命和經濟性有（yǒu）十（shí）分重（chóng）要的影響。模具任何部位（wèi）的（de）低倍和高倍組（zǔ）織及力學（xué）性（xìng）能都必須符合技術條件的要（yào）求，不允許（xǔ）有目視可（kě）見的（de）非金屬和金屬夾雜物、縮孔、晶（jīng）粒不均勻、嚴重偏析和疏鬆、白點、裂紋、萘狀斷口等低倍組（zǔ）織缺陷，以及（jí）過燒、過熱、嚴重脫碳、滲碳等高倍組織缺陷。

模具鋼成（chéng）分確定後(按國家或（huò）企業標準（zhǔn）)，決定模具鋼模塊質量的主要因素是冶金工藝和後續加工工藝。生產實踐證明，采用電渣爐冶煉的鋼（gāng）比較好，純度高、致密、均勻、各向異性小，電渣鋼錠再經鍛造熱變形、反複鐓拔和相應熱處理等（děng）工序製作（zuò）的模塊比較（jiào）適於製造鍛模。

6.淬透性

模具鋼的淬透（tòu）性越高，其淬（cuì）硬層(表麵的馬氏體（tǐ）組織至半馬氏（shì）體組織的深度)越深，則模具耐磨性好。淬透性是衡量模具鋼接受淬火能力的（de）重要（yào）標誌，是（shì）選擇模具鋼及其熱處理工藝的重要依據。

7.物理性能

鍛模材料要求導熱性能好，以保證模具模膛表麵的熱量盡快傳導散失，避免模具因工作（zuò）部分表麵溫度過高而降低其力學性能（néng）。保持模具應有的硬度，有利於減少熱磨（mó）損及熱疲勞損傷。

Toolox具備高硬度，高強度（dù），高（gāo）韌性，尺寸穩定性好,無需熱處理,減少熱處理以及再次精加工的時間,耐磨性和加工性能好（hǎo），抗疲勞性能優異等優勢，應用於熱鍛模具領域，如汽車曲軸、連杆、燃氣灶爐頭（tóu）、斧頭、等熱（rè）加工（gōng）、鍛造等（děng），具有（yǒu）較高的韌性和穩定性，通過氮（dàn）化更是可以提升使用壽命，是模具鋼材領域上值得信賴的選擇。