但這些知識你了解嗎?(淺談模具鋼材的熱處理方式與加工工序安排)
很多人不知道但這些知識你了解嗎?的知識,小編對淺談模具鋼材的熱處理方式與加工工序安排進行分享,希望能對你有所幫助!
本文導讀目錄:

但這些知識你了解嗎?
目前,3D打印金屬粉末材料種類包括不銹鋼、模具鋼、鎳合金、鈦合金、鈷鉻合金、鋁合金和青銅合金等。
鐵基合金是工程技術中最重要、用量最大的金屬材料,多用于復雜結構的成型,比如3D打印用不銹鋼,相比于傳統鑄造鍛造技術,其具有高強度、優異的耐高溫、耐磨性和耐蝕性等物理、化學和力學性能,且具有很高的尺寸精度和材料利用率,在航空航天、汽車、船舶、機械制造等行業得到廣泛的應用。
鈷鉻合金則由于高耐磨性、良好的生物相容性、無鎳(鎳含量。
鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料,其密度低,比強度較高,接近或超過優質鋼,塑性好。
研究表明,3D打印用鋁合金可以做到零件致密、組織細小,力學性能則堪比鑄件甚至優于鑄造成型零件,且相較于傳統工藝零部件其質量可減少22%,成本卻可減少30%。
銅合金具有優異的導熱性和導電性,熱管理應用中的具優良熱傳導率的銅,可以結合設計自由度,產生復雜的內部結構和隨形冷卻通道。
(二)3D打印用的金屬粉末是怎么制造出來的。
金屬粉末制備方法按照制備工藝主要可分為:還原法、電解法、研磨法、霧化法等。
目前國內常用的兩種最先進制粉工藝是氬氣霧化法和等離子旋轉電極法。
氬氣霧化法制粉是利用快速流動的氬氣流沖擊金屬液體,將其破碎為細小顆粒,繼而冷凝成為固體粉末的制粉方法。
等離子態被稱為物質的第四態,等離子旋轉電極霧化(PREP法)制粉過程可簡單描述為:將金屬或合金制成自耗電極,自耗電極端部在同軸等離子體電弧加熱源的作用下熔化形成液膜,液膜在旋轉離心力的作用下被高速甩出形成液滴,熔融液滴與霧化室內惰性氣體(氬氣或氦氣)摩擦,在切應力作用下進一步破碎,隨后熔滴在表面張力的作用下快速冷卻凝固成球形粉末。
球形度較高、表面光潔、流動性好、松裝密度高,因此鋪粉均勻性好,打印產品致密度高;。
粉末粒徑小、粒度分布窄、氧含量低、打印時少/無球化及團聚現象、熔化效果好、產品表面光潔度高,且打印的一致性與均勻性可以得到充分保障;。
基本不存在空心粉、衛星粉,打印過程中不會存在空心球帶來的氣隙、卷入性和析出性氣孔、裂紋等缺陷。
(三)3D打印對金屬粉末的性能都有哪些要求。
我們剛才提到了許多可用于3D打印的金屬粉末,那么,要滿足3D打印對材料的要求,金屬粉末需要滿足什么條件呢。
陶瓷夾雜物會顯著降低最終制件的性能,而且這些夾雜物一般具有較高的熔點,難以燒結成形,因此粉末中必須無陶瓷夾雜物。
淺談模具鋼材的熱處理方式與加工工序安排
(1)一般冷作模具鋼工作零件的熱處理工序安排:籌造退火機械加工成型淬火與回火工修整。
(2)冷作模具鋼采用成型磨削及電加工工藝:鍛造退火機械粗加工淬火或回火精加工(磨削、電加工)。
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●對鍛造模具材料的基本要求Product。
2.載荷性質:是指模具在鍛錘和螺旋壓力機等沖擊性動態載荷設備上使用,還是在液壓機和機械壓力機等平穩加載的靜態載荷設備上使用。
不管是動載荷還是靜載荷加載方式,模具所承受的都是周而復始的加載和卸載的脈沖載荷,因此,長時間工作會引起模具材料的機械疲勞。
3.接觸時間:是指在加載條件下模具與毛坯的“接觸時間”,即在鍛壓過程中設備對毛坯加載到卸載之間毛坯與模具的接觸時間。
在加載條件的“接觸時間”內模具溫度急劇上升,這時金屬流動對模具的沖刷磨損更加劇烈。
液壓機和機械壓力機模鍛時,毛坯與模具的接觸時間長,模具溫升大、磨損嚴重;而鍛錘模鍛時的“接觸時間”短,但接觸頻率高也相當于延長了接觸時間,再加上鍛件變形產生機械熱也會使溫度升高。
另外,鍛錘模鍛時金屬流動速度高,對模膛表面的沖刷磨損往往超過溫升軟化造成的磨損。
根據上述鍛造模具的工作環境,模具材料應具備以下良好的使用性能和工藝性能。
●已納入國家標準《GB/T1299-2000合金工具鋼Product。
1)3Cr2W8V(H21):具有高熱強性、高熱穩定性、良好的耐磨性和工藝性能,工作溫度達到650℃。
缺點:碳化物偏析嚴重,塑性、韌性、導熱性、抗冷熱疲勞性能和抗溶蝕性能較差。
(2)4Cr5MoSiV1(H13):高淬透性和淬硬性、高韌性、高熱強性和耐磨性,使用溫度590℃,碳化物細小分布均勻,抗冷熱疲勞性能和抗溶蝕性能好,冷熱加工性能好,是目前國內熱鐓鍛鋼、冷鐓模套的主要材料,也是通用性強的熱作模具鋼,是代替3Cr2W8V鋼的理想鋼材,壽命可提高2-3倍。
(3)4Cr3Mo3SiV(H10):具有高韌性,高的抗高溫軟化性能和中等水平的抗磨性能。
可代替3Cr2W8V鋼制作熱擠壓模,熱穩定性高于H13、H21,韌性介于H13、H21之間。
適當高速鐓鍛模,使用壽命比H21鋼高0.5-1倍。
(4)3Cr3Mo3W2V(HM1)鋼具有優良的強韌性,較高熱強性、耐磨性、回火穩定性,抗冷熱疲勞性能、冷熱加工性能好,工作溫度700℃以上。
該鋼通用性強,適合于制作在高溫、高速、高負荷、急冷急熱條件下工作的模具,其性能優于4Cr5W2VSi和3Cr2W8V鋼,模具壽命比3Cr2W8V鋼提高標準23倍。
(5)5Cr4W5MoV(RM2):工作溫度達700℃,具有較高的回火抗力和熱穩定性,高的熱強性,高的高溫硬度和耐磨性,但其韌性和抗熱疲勞性能低于H13鋼。
適合于制作有高的高溫強度和抗磨損性能的熱作模具,可代替3Cr2W8V鋼,模具壽命可提高2-4倍。
(6)5Cr4Mo3SiMnVAl(012AI)鋼工作溫度達700℃以上,具有較高的熱強性,高溫硬度,抗回火穩定性、耐磨性和抗熱疲勞性、韌性和熱加工塑性好,氮化性能好。
可替代3Cr2W8V鋼模具壽命可提高3-5倍。
●已納入部頒標準(YB/T210-1976、JB/T6399-1992)Product。
(1)4Cr4Mo2WSiV:鋼具有較高的熱穩定性、韌性、耐磨性和抗龜裂性,其穩定性優于4Cr5MoSiV1,與3Cr2W8V鋼相近。
(2)3Cr2W8MoV鋼是3Cr2W8V鋼的改進型。
(3)3Cr3Mo3VNb鋼一種超高強韌性熱作模具鋼,在高于600℃時,比4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、3Cr2W8V鋼具有更高的高溫強韌性、熱穩定性、熱強性、耐磨性和抗熱疲勞性能,冷熱加工性能好。
●未納入標準試用熱作模具鋼Product。
(1)3Cr3Mo3V:熱穩定性、硬度、耐熱疲勞性能及韌性等適中。
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