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常用金属的线膨胀系数及收缩率线膨胀系数表示摄氏温度升高一度时单位材料的尺寸变化。表1是一些金属的线膨胀系数。收缩率是指由热加工温度至室温这段温度区间内单位长度金属材料的尺寸变化,它与材料的线膨胀系数和热加工温度两者有关。模膛设计时,需要考虑工件的收缩率,精密加工时还需考虑模具的热胀冷缩问题。热加工时刚料的收缩率一般去1.2~1.5%,而对细长的杆类件,扁薄的工件,冷却快或打击次数多热加工温度低的工件收缩率取0.8~1.2%;带大头的长杆锻件,头部和杆部的冷缩塑料件一般取(0.3~0.5)%。铝合金为(0.8~1.0)%,镁合金为0.8%,钛合金为(0.5~0.7)%,铜合金为(1.0~1.3)%。
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尚待开发具有性能的钢种,进一步完善钢种系列,如开发粉末冶金模具钢,补充完善塑料模具钢系列,建立陶瓷、耐火砖、地砖等成形模具用钢等。产销渠道不畅通,用户甚至不知道从何处购买所需的新钢种。碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
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钢材特性及知识高速钢是一种含多量碳(C)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等元素的高合金钢,热处理后具有高热硬性。当切削温度高达600℃以上时,硬度仍无明显下降,用其制造的刀具切削速度可达每分钟60米以上,而得其名。高速钢按化学成分可分为普通高速钢及高性能高速钢,按制造工艺可分为熔炼高速钢及粉末冶金高速钢。高速钢是制造形状复杂、磨削困难的刀具的主要材料。普通高速钢可满足一般需求。常见的普通高速钢有两种,钨系高速钢和钨钼系高速钢。
高的热疲劳抗力:若导热性好,热胀系数小,则热疲劳抗力高,可以延缓热疲劳裂纹的产生。较高的回火稳定性:模具在高温服役中被继续回火,导致硬度下降而影响耐磨性。良好的工艺性能及抗氧化性能。热锻模具用钢及合理选材:重型机械厂或钢厂生产的其它锻模钢有:5CrNiTi、4SiMnMoV及5SiMnMoV、5CrNiW、5CrNiMoV等,国外锻模钢有55CrNiMoV6等。机械压力机模块用钢钢号为:4Cr5MoSiV1(H13)、4Cr5MoSiV、4Cr3W2Vsi、3Cr3Mo3W2V、5Cr4W5Mo2V,应用较好的其它钢号4Cr3Mo3W4VNb、2Cr3Mo3VNb、2Cr3Mo2NiVSi;国外锻模钢有YHD3等,压力机热锻的特点是成行速度慢,单件滞模时间长(约3~6s),因此,模腔表面温升高,瞬时温度可达约700℃。冷却及润滑条件较好时,温度可能偏低一些,但也会达到500℃左右,这也超过了5CrNiMo、5CrMnMo模块的回火温度,从而导致模具早期磨损,压塌等失效。因此,需要选用耐热性较高的高强韧性模具钢制作压力机模具。