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选择模具材料遵循哪些原则

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选择模具材料遵循哪些原则

选择模具材料遵循哪些原则,让大家在工作中能更好的了解模具材料,做出的模具零件也更好,选择好的模具材料不仅寿命长而且加工效率也很高,今天我们就一起跟宜泽小陆来看看选择模具材料遵循哪些原则吧:

告诉大家,模具材料的选用,不仅关系到模具的使用寿命,而且也直接影响到模具的制造成本,因此是模具设计中的一项重要工作,选择好的模具材料也能快速提高模具工艺技术。在冲压过程中,模具承受冲击负荷且连续工作,使凸、凹模受到强大压力和剧烈磨擦,工作条件极其恶劣。因此选择模具材料应遵循如下原则:

①根据模具种类及其工作条件,选用材料要满足使用要求,应具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击、耐疲劳性等;

②根据冲压材料和冲压件生产批量选用材料;

满足加工要求,应具有良好的加工工艺性能,便于切削加工,淬透性好、热处理变形小;

③满足经济性要求,在模具制造中,通常按照零件结构和加工工艺过程的相似性,可将各种模具零件大致分为工作型面零件、板类零件、轴类零件、套类零件等。其加工方法主要有机械加工、特种加工二大类,机械加工方法主要包括各类金属切削机床的切削加工,采用普通及数控切削机床进行车、铣、刨、镗、钻、磨加工可以完成大部分模具零件加工,再配以钳工操作,可实现整套模具的制造。机械加工方法是模具零件的主要加工方法,即使是模具的工作零件采用特种加工方法加工,也需要用机械加工的方法进行预加工。

④随着模具质量要求的不断提高,高强度、高硬度、高韧性等特殊性能的模具材料不断出现和复杂型面、型孔的不断增多,传统的机械加工方法已难以满足模具加工的要求。因

而,直接利用电能、热能、光能、化学能、电化学能、声能等特种加工的工艺方法相继得到了很快的发展,目前以电加工为主的特种加工方法在现代模具制造中已得到了广泛应用,它是对机械加工方法的重要补充。

汽车模具材料的选用

汽车模具材料的选用 发表时间:2019-01-25T15:29:21.190Z 来源:《电力设备》2018年第25期作者:马洪宾王乐乐 [导读] 摘要:模具是冲压生产的关键工艺装备,随着模具行业的不断发展,模具在兵器工业、机械工业及日用品的生产中应用越来越广泛。 (长城汽车股份有限公司技术中心河北省汽车工程技术研究中心河北保定 071000) 摘要:模具是冲压生产的关键工艺装备,随着模具行业的不断发展,模具在兵器工业、机械工业及日用品的生产中应用越来越广泛。我国的模具行业已步入了高速发展时期,但模具的制造水平和使用性能与世界上发达国家相比,还有很大的差距。现代汽车90%以上的白车身零件,都靠冲压模具实现大批量生产。通过对汽车模具设计标准的研究,介绍几种常用模具材料的使用性能,以及模具材料的成本、使用寿命等的比对。结果表明,合理的选用模具的材料,会降低成本、缩短制造周期、方便维修、减少钳工劳动强度。 关键词:汽车模具;材料选用 Abstract: Die is the key equipment for stamping production. With the continuous development of die industry, die has been widely used in the production of weapon industry, machinery industry and daily necessities. China's mold industry has entered a period of rapid development, but the mold manufacturing level and performance compared with the developed countries in the world, there is still a big gap. More than 90% of the body parts of modern cars rely on stamping dies for mass production. Based on the research of automobile die design standard, this paper introduces the performance of several commonly used die materials and the comparison of die material cost and service life. The results show that reasonable selection of die materials will reduce the cost, shorten the manufacturing cycle, facilitate maintenance and reduce the labor intensity of fitters. Key words: automobile mould; material selection 前言:根据汽车冷冲模具的使用寿命要求:在正常使用、维修状态下,能多批次、小批量生产出50万辆合格零件。故模具材料的性能、质量对模具的使用寿命有极大的影响。因此,模具材料的研究和开发,一直受到模具钢生产厂商的重视,并得到了迅速的发展。 1、模具材料分类 近年来,我国模具钢生产技术发展较快,用于制造冷冲压模具材料主要分为以下几类:①高碳低合金冷作模具钢,如:9SiCr、 7CrSiMnMoV、8Cr2MnWMoVS、等;②抗磨损冷作模具钢,如:6Cr4W3Mo2VNb、Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1等;③抗冲击冷作模具钢,如:4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si等;④冷作模具用高速钢,如:W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N、W9Mo3Cr4V等。 2、汽车模具材料的使用 2.1冲裁模材料的使用要求 对于薄板冲裁模具的用材要求具有高的耐磨性和硬度,而对厚板冲裁模除了要求具有高的耐磨性、抗压屈服点外,为防止模具断裂或崩刃,还应具有高的断裂抗力、韧性。 2.2拉延、整形模材料的使用要求 要求模具工作零件材料具有高的耐磨性和硬度、一定的强韧性以及较好的切削加工性能、良好的抗粘附性(抗咬合性),而且热处理时变形要小。根据汽车厂生产冲压件的模具现状,汽车模具主要采用的材料为:钼铬铸铁、Cr12MoV、铸态空冷钢。 2.2.1钼铬铸铁:属于镍硬白口铸铁系中高铬白口铸铁的一种,由于其共晶组织由一种M7C3型碳化物和奥氏体其它转变物组成,其基体退火成马氏体后能表现出很高的耐磨性,同时其含有的铬能显著提高强度、硬度和耐磨性、锰能显著提高韧性,而且钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性。其热处理的方法为表面淬火,大量节省热处理时间,淬火后硬度HRC 50以上,热处理后变形量小。由于其铸造性好,且铸造成本较低,可实现整体铸造,减轻钳工的工作强度,缩短模具的制造周期。同时由于其硬度相对空冷钢低,加工时对刀具的磨损较小,具有良好的切削加工性能,加工成本低。在模具工作时,由于钼铬铸铁的散热性能优于其他几种模具材料,尤其模具在机械压力机上工作时,其具有良好的抗粘附性(抗咬合性)能最大化的保护模具,延长模具使用寿命。维修时,可以直接对其表面进行冷焊,大量节约维修时间。但由于其淬火后的硬度相对较低,耐磨性差,生产高强板的模具不会采用钼铬铸铁。 2.2.2 Cr12MoV:属于高碳高铬钢,其含有大量的碳化物和高合金度的马氏体。使钢具有高硬度、高耐磨,其硬度与耐磨性要高于钼铬铸铁。其含有的钒能细化晶粒增加韧度,又能形成高硬度的VC,以进一步增加钢的耐磨性;铬又使钢具有高的淬透性和回火稳定性。经整体淬火后,需要1~2次的回火,热处理时间较长。火后硬度可以达到HRC 60-62。但热处理后变形量要大于空冷钢,消除变形困难,容易降低模具的精度。生产Cr12MoV模具钢的方法为锻造,生产成本较高,同时由于锻造工艺的局限性,Cr12MoV钢只能分块锻造,制造模具时还需要拼装镶块,增加了钳工的劳动强度,延长了模具的制造周期,成本也随之增加。同时由于其硬度相对空冷钢高,加工时对刀具的磨损较大,增加了切削加工的时间和成本。另外,由于Cr的大量存在,钢液结晶时析出的大量共晶碳化物,形成带状或网状碳化物脆性区,其塑性、韧度差,裂纹很容易在这里萌生与扩展,往往成为裂纹产生的主要原因,使其使用寿命降低。对其维修时,由于焊接性能差,不能直接对其表面进行冷焊,需要加热并保温一段时间后,再对其表面进行焊接,大量浪费维修时间。 2.2.3 铸态空冷钢:是一种以铸代锻的高碳低合金钢,其含有的锰使钢有较高的强度和硬度,提高钢的淬性。其热处理的方法也为表面淬火,然后空冷即达到淬火的目的,大量节省了时间和成本。火后硬度可达HRC 55以上,不须其他加工,所以变形很小,并且随淬火温度的升高变形量逐渐减小[2]。空冷钢进行表面淬火后,淬硬层下有高韧性基体作衬垫,韧性高于Cr12MoV,工作时不容易产生开裂、崩刃现象。但由于铸态空冷钢不能整体铸造,在加工模具前,需要钳工将镶块拼接好后在进行机加,钳工劳动强度增加,延长了制造周期,增加了制造成本。但由于其可以使用泡沫板材制造成近型模具型,可以节省铸造费用以及部分加工费用,又可以降低部分成本。其硬度相对钼铬铸铁高,加工时对刀具的磨损较大,增加了切削加工的时间,增加了加工成本。另外,空冷钢具有良好的焊接性能,从而模具获得较高的使用寿命。制造有偏差时可以直接进行补焊,经打磨修整即可达到理想的效果,大量的节约了维修时间。 基于以上性能介绍,适用于拉延凸模、凹模、压料圈的材料为钼铬铸铁和Cr12MoV;适用于整形模的材料为钼铬铸铁、Cr12MoV、铸态空冷钢;适用于修冲模具的材料为Cr12MoV、铸态空冷钢。 结语: 经过上述材料性能对比以及对生产现状的经验积累,对于普通钢板(如DC01、DC04、DC06、B170P1等),料厚在1.2以下时,由

塑胶材料的选用原则

迄今为止,已见报道的树脂种类达到上万种,实现工业化生产的也不下千余种。塑料材料的选用就是在众多的树脂品种中,选择一个合适的品种。初看起来,可供我们选择的塑料品种太多,有眼花缭乱的感觉。但实际上并不是所有的树脂品种都获得了具体应用。我们所指的塑料材料的选用,并不是漫无边际的选择,而是在常用的树脂品种中选用。 塑料材料的选用原则: 一.塑胶材料的适应性; 1.各种材料的性能比较; 2.不宜选用塑料的条件; 3.选用塑料的适宜条件。 二.塑料制品的使用性能 1.塑料制品的使用条件 a.塑料制品的受力情况; b.塑料制品的电性能; c.塑料制品的尺寸精度要求; d.塑料制品的渗透性要求; e.塑料制品的透明性要求; f.塑料制品的外观要求。 2.塑料制品的使用环境 a.环境温度; b.环境湿度; c.接触介质; d.环境的光、氧及辐射. 三.塑料的加工性能 1.塑料的可加工性; 2.塑料的加工成本; 3.塑料加工的废料处理.

四.塑料制品的成本 1.塑料原料的价格; 2.塑料制品的使用寿命; 3.塑料制品的维护费用. 五.塑料原料的来源。 在实际选用过程中,有些树脂在性能上十分接近,难分伯仲。究竟选择哪一种更为合适?需要多方考虑、反复权衡,才可以确定下来。因此说塑胶材料的选用是一项十分复杂的工作,可遵循的规律并不十分明显。有一点需提醒大家特别注意,从各种书刊上引用的塑料材料性能数据,都是在特定条件下测定的,这些条件可能与实际工作状态差别较大。如不吻合则要将所引数据转换成实际使用条件下的性能或按实际条件重新测定。 面对一个要开发制品的设计图纸,选材应遵循如下步骤。 首先要确定这个产品是否可选用塑料材料制造;其次,如果确定可用塑料材料来制造,究竟选用那种塑料材料是进一步需要考虑的因素。 根据产品精度选择塑料材料: 不同塑料材料对应的产品精度 精度等级可用塑料材料品种 1级无 2级无 3级 PS、ABS、PMMA 、PC、PSF、PPO、PF、AF、EP、UP、 F4 UHMW、30%GF增强塑料等,其中以30%GF增强塑料的精度最高. 4级 PA类、氯化聚醚 HPVC等 5级 POM 、PP、HDPE等 6级 SPVC、LDPE、LLDPE等 衡量塑料制品耐热性能好坏的指标有热变形温度、维卡软化点和马丁耐热温度三种,其中以热变形温度最为常用. 从下表中可以看出,塑料的最高使用温度一般不超过400°C,而且大多数塑料的使用温度都在100到260°C范围内;只有不熔聚酰亚胺、液晶聚合物、聚苯酯(AP)、聚苯并咪唑(PBI)、聚硼二苯基硅氧烷(PBP)的热变形温度可大于300°C。因此,如果使用环境的温度长时间超过400°C,几乎没有塑料材料可供选用;如果使用环境的温度短期超过400°C,甚至达到500°C以上,并且无较大的负荷,有些耐高温塑料可短时使用。不过以碳纤维、石墨或玻璃纤维增强的酚醛等热固性塑料很特别,虽然其长期耐热温度不到200°C,但其瞬时可耐上千度高温,可用作耐烧蚀材料,用于导弹外壳及宇宙飞船面层材料。

《化工设备机械基础》习题解答

第一章化工设备材料及其选择二. 指出下列钢材的种类、含碳量及合金元素含量 A组 B组:

第二章容器设计的基本知识一.、指出下列压力容器温度与压力分级范围

第三章 内压薄壁容器的应力分析 四、计算下列各种承受气体均匀内压作用的薄壁回转壳体上诸点的薄膜应力 σσ θ 和m 。 MP S PD m 6384100824=??==σ S P R R m = +2 1 σσθ MP S PD 634== σ θ 2. 圆锥壳上之A 点和B 点,已知:p=,D=1010mm ,S=10mm ,a=30o 。 α cos 2,:21D A R R = ∞=点

MP S PD m 58.14866 .01041010 5.0cos 4=???== ασ S P R R m = +2 1 σσθ MP S PD 16.29866 .01021010 5.0cos 2=???== ασ θ 0,:21=∞=R R B 点 0==σ σθ m 3. 椭球壳上之A ,B ,C 点,已知:p=1Mpa ,a=1010mm ,b=505mm ,S=20mm 。B 点处坐标x=600mm 。 25051010==b a 标准椭圆形封头 b b b y x A a R a R 2 2 21,:),0== ==点( MP S Pa m 5.5020 10101=?== =θσσ MPa sb P B b a x a m 3.43)(2 2 2 2 4 =--= σ点: MPa b a x a a sb P b a x a 7.27)(2)(2 222442 22 4 =?? ????-----= θσ :)0,(==y a x C 点 MPa S Pa m 25.25202101012=??== σ MPa S Pa 5.5020 10101-=?-=-=σ θ 五、 工程应用题 1. 某厂生产的锅炉汽包,其工作压力为,汽包圆筒的平均直径为816 mm ,壁厚为16 mm ,试求汽包圆筒壁被的薄膜应力σσθ 和m 。 【解】 P= D=816mm S=16mm

化工厂通用化工设备说明介绍

化工厂常用化工设备简介 化工设备是指化工生产中静止的或者配有少量传动机构组成的装置,主要用于完成传热、传质和化学反应等过程,或用于储存物料。 化工设备通常按以下方式分类。 1.按照结构特征和用途分为:容器,塔器,热换器,反应器(包括 反应釜,固定床或流化床和管式炉等)、分离器、储存器。 2.按照材料分为:金属设备(碳钢,合金钢,铸铁,铝,铜等),非 金属设备(内衬橡胶,塑料,耐火材料和搪瓷等),其中碳钢设备最常用。 3.按受压情况分为:外压设备(包括真空设备)和内压设备,内压 设备又分为常压设备(操作压力<=0.7MPA)低压设备(0.1 MPA100MPA) 4.按设备静止与否分为:静设备和动设备。静设备(塔、釜、换热 器、干燥器、储罐等)动设备(压缩机、离心机、风机、泵、固体粉碎机械、) 三、化工容器结构与分类 1、基本结构在化工类工厂使用的设备中,有的用来贮存物 料,如各种储罐、计量罐、高位槽;有的用来对物料进行物理处理,如换热器、精馏塔等;有的用于进行化学反应,如聚合

釜,反应器,合成塔等。尽管这些设备作用各不相同,形状结构差异很大,尺寸大小千差万别,内部构件更是多种多样,但它们都有一个外壳,这个外壳就叫化工容器。所以化工容器是化工生产中所用设备外部壳体的总称。由于化工生产中,介质通常具有较高的压力,故化工容器痛常为压力容器。 化工容器一般由筒体、封头、支座、法兰及各种开孔所组成. 1)筒体筒体是化工设备用以储存物料或完成传质、传热或化学反应所需要的工作空间,是化工容器最主要的受压元件之一,其内直径和容积往往需由工艺计算确定。圆柱形筒体(即圆筒)和球形筒体是工程中最常用的筒体结构。 2)封头根据几何形状的不同,封头可以分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种,其中以椭圆形封头应用最多。封头与筒体的连接方式有可拆连接与不可拆连接(焊接)两种,可拆连接一般采用法兰连接方式。 3)密封装置化工容器上需要有许多密封装置,如封头和筒体间的可拆式连接,容器接管与外管道间可拆连接以及人孔、手孔盖的连接等,可以说化工容器能否正常安全地运行在很大程度上取决于密封装置的可靠性。

模具材料习题(答案)

一、填空题 1、模具是一种重要的加工工艺装备,它的使用对保证产品质量、提高经济效益有着重要的作用。模具加工具有材料利用率高、力学性能好、尺寸精度高、生产效率高。 2、作为模具设计和制造者,既懂得模具设计和制造技术,又懂得材料成型加工及模具选材技术,才能制造出高质量、长寿命、高精度的模具。 3、根据工作条件及服役形式,模具材料分为冷作模具材料、热作模具材料和塑料模具材料三大类。 4、模具主要应用在压力加工之中,与模具有关的工艺,主要分为普通模锻、挤压、拉拔、冲压、压铸、塑料成型等。 5、韧性不是单一的性能指标,而是强度和塑性的综合表现。 6、热处理工艺性主要包括:淬透性、回火稳定性、脱碳倾向性、过热敏感性,淬火变形与开裂倾向等。 二、判断题 1.无磁模具钢制的模具主要用于磁性材料的成形,以及无磁轴和其他在强磁场中不产生磁感应的结构零件的成形。√ 2.抗冲击冷作模具钢成分接近合金调质钢,基体钢属于高强韧性冷作模具钢。√ 3.基体钢,一般是指其成分相当于高速钢正常淬火组织中基体成分相同的钢,与高速钢相比,基体钢的过剩碳化物少,颗粒细小,分布均匀,强韧性好,同时还保持较高的耐磨性的热硬性,不仅适用于冷作模具,也可用于热作模具。√ 4.硬质合金是将一些高熔点、高硬度的金属碳化物粉末(如C、TiC等)和粘结剂(Co、Ni等)混合后,加压成型,再经烧结而成的一种粉末冶金材料。钨钴类硬质合金和钨钴钛类硬质合金。冷冲模用硬质合金一般是钨钴类。√ 5.金属陶瓷硬质合金的共性是:具有高的硬度、高的抗压强度和高的耐磨性,可以进行锻造及热处理。主要用来制作多工位级进模、大直径拉深凹模的镶块。× 三、为下列模具选择合适的材料。 光学镜片的注射模(D)热挤压滚动轴承环凸模(E) Φ40棒料下料剪刃(A)铜合金压铸模(B)塑钢门窗成型模(C) A、6W6MoCr4V B、3Cr2W8V C、0Cr16Ni4Cu3Nb(PCR) D、10Ni3MnCuAl(PMS) E、4Cr3Mo2NiVNbB(HD) 四、问答题 1、什么是钢结硬质合金?有何特点? 答:钢结硬质合金是以钢为粘结相,以碳化物(主要是碳化钛、碳化钨)做硬质相,用粉末冶金方法生产的复合材料。其微观组织是细小的硬质相,弥散均匀分布于钢的基体中(用于模具的钢结硬质合金,基体主要采用含铬、钼、钒的中高碳合金工具钢或高速钢)。钢结硬质合金是介于钢和硬质合金之间的一种材料,具有以下特点:工艺性能好具有可加工性和可热处理性,在退火状态下,可以采用普通切削加工设备和刀具进行车、铣、刨、磨、钻等机械加工。还可以锻造、焊接。与硬质合金相比,成本低,适用范围更广。良好的物理、力学性能。 钢结硬质合金在淬硬状态具有很高的硬度。由于含有大量弥散分布的高硬度硬质相,其耐磨性可以与高钴硬质合金接近。与高合金模具钢相比,具有较高的弹性模量、耐磨性、抗压强度和抗弯强度。与硬质合金相比,具有较好的韧性。具有良好的自润滑性、较低的摩擦系数、优良的化学稳定性。 2.简述冷冲模材料选用的一般原则。 答:①模具承受冲击负荷大时,应以韧性为主。②模具迫使金属沿型腔塑性流动的作用力大(即坯料变形抗力大)时,应以硬度和耐磨性为主;作用力小时,应以强度为主,并适当考虑韧性和耐磨性。③模具型腔复杂时,应以韧性和尺寸精度为主。④模具尺寸大时,应以整体强度、刚度和尺寸精度为主。⑤模具加工批量大时,应以硬度和耐磨性为主。 1、冷作模具材料种类繁多,主要用于制造冷冲裁、冷镦模、冷挤压模、冷拉丝模、滚丝模和冲剪模等。 2、根据板料的厚度,冷冲裁模具可分为薄板冲裁模和厚板冲裁模两种,厚板冲裁模承受的负荷大,刃口更易磨损,凸模更易崩刃、折断,因此选材主要考虑材料的耐磨性和强韧性。 3、目前,使用最多的冷作模具材料是Cr12和Cr12MoV。 4、低淬透性冷作模具钢使用最多的是:T10A钢和Cr2钢。低变形冷作模具钢是在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素而发展起来的,常用的是:猛铬钨系钢和猛2系钢 5、特殊用途冷作模具钢主要有两类:一类为典型的耐腐蚀模具钢,另一类为无磁模具钢。

模具材料选用标准

模具材料选用标准 成型零部件材料选用 .1 成型零部件指与塑料直接接触而成型制品的模具零部件,如型腔、型芯、滑块、镶件、斜顶、侧抽等。 .2 成型零部件的材质直接关系到模具的质量、寿命,决定着所成型塑料制品的外观及内在质量,必须十分慎重,一般要在合同规定及客户要求的基础上,根据制品和模具的要求及特点选用。 .3 成型零部件材料的选用原则是:根据所成型塑料的种类、制品的形状、尺寸精度、制品的外观质量及使用要求、生产批量大小等,兼顾材料的切削、抛光、焊接、蚀纹、变形、耐磨等各项性能,同时考虑经济性以及模具的制造条件和加工方法,以选用不同类型的钢材。 .4 对于成型透明塑料制品的模具,其型腔和型芯均需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材,如718(P20+Ni类)、NAK80(P21类)、S136(420类)、H13类钢等,其中718、NAK80为预硬状态,不需再进行热处理;S136及H13类钢均为退火状态,硬度一般为HB160-200,粗加工后需进行真空淬火及回火处理,S136的硬度一般为HRC40-50,H13类钢的硬度一般为HRC45-55(可根据具体牌号确定)。 .5 对于制品外观质量要求高,长寿命、大批量生产的模具,其成型零部件材料选择如下: a) 型腔需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材,如718(P20+Ni类)、NAK80(P21类)等,均为预硬状态,不需再进行热处理。 b) 型芯可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材,如618、738、2738、638、318等,均为预硬状态;对生产批量不大的模具,也可选用国产塑料模具钢或S50C、S55C等进口优质碳素钢。 .6 对于制品外观质量要求一般的模具,其成型零部件材料选择如下: a) 小型、精密模具型腔和型芯均选用中档进口P20或P20+Ni类钢材。 b) 大中型模具,所成型塑料对钢材无特殊要求,型腔可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材;型芯可选用低档进口P20类钢材或进口优质碳素钢S50C、S55C等,也可选用国产塑料模具钢。 c) 对于蚀皮纹的型腔,当蚀梨地纹时应争取避免选用P20+Ni类的2738(738)牌号。 .7 对无外观质量要求的内部结构件,成型材料对钢材亦无特殊要求的模具,其成型零部件材料选择如下: a) 对于大中型模具,型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材,也可选用进口优质碳素钢S55C、S50C或国产P20或P20+Ni类塑料模具钢;型芯可选用进口或国产优质碳素钢。 b) 对于小型模具,若产量较高,结构较复杂,型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材,也可选用国产P20或P20+Ni类塑料模具钢;型芯可选用国产塑料模具钢。 c) 对于结构较简单,产量不高的小型模具,型腔型芯均可选用国产塑料模具钢或优质碳素钢。 .8 对于成型含氟、氯等有腐蚀性的塑料和各类添加阻燃剂塑料的模具,若制品要求较高,可选用进口的耐蚀钢,要求一般的可选用国产的耐蚀钢。 .9 对于成型对钢材有较强摩擦、冲击性塑料的模具,例如用来注射尼龙+玻璃纤维料的模具,需选用具有高耐磨、高抗热拉强度及高韧性等优点的进口或国产H13类钢材。 .10成型镶件一般与所镶入的零件选用相同材料。对于模具较难冷却的部分或要求冷却效果较高的部分,镶件材料应选用铍青铜或合金铝。 .11对于模具中参与成型的活动部件材料选择原则如下:

第一章 化工设备材料及其选择

第一章 化工设备材料及其选择 本章重点:材料的力学性能及化工设备材料的选择 本章难点:材料的性能 建议学时:4学时 第一节 概述 一、化工设备选材的重要性和复杂性 1、 操作条件的限制 2、 制造条件的限制 设备在制造过程中,要经过各种冷、热加工使它成型,例如下料、卷板、焊接、热处理等,要求材料的加工性能要好。 3、 材料自身性能的限制 二、选材要抓住主要矛盾,遵循适用、安全和经济的原则。 (1)材料品种应符合我国资源和供应情况; (2)材质可靠,能保证使用寿命; (3)要有足够的强度,良好的塑性和韧性,对腐蚀性介质能耐腐蚀; (4)便于制造加工,焊接性能良好; (5)成本低。 第二节 材料的性能 一、力学性能 材料抵抗外力而不产生超过允许的变形或不被破坏的能力,叫做材料的力学性能。主要包括强度、塑性、韧性和硬度,这是设计时选用材料的重要依据。 1、强度 强度是固体材料在外力作用下抵抗产生塑性变形和断裂的特性。常用的强度指标有屈服点和抗拉强度等。 (我们先看两个实例,再作总结) 压力 温度 介质 (从高真空到几千大气压,故有强度要求) (-250℃~2000℃,材料受冷、热) 酸碱(腐蚀)、核反应堆中子照射(变脆)

[实例1]常温拉应力下20号钢的拉抻试验 [实例2]高碳钢T10A 的拉伸试验 (1)屈服点(s σ) 金屑材料承受载荷作用,当载荷不再增加或缓慢增加时,仍继续发生明显的塑性变形,这种现象,习惯上称为“屈服”。发生屈服现象时的应力.即开始出现塑性变形时的应力,称为“屈服点”,用s σ(MPa)表示。它即代表材料抵抗产生塑性变形的能力。 条件屈服点(2.0σ)工程中规定发生0.2%残余伸长时的应力,作为“条件屈服点” (2)抗拉强度(b σ) 金属材料在受力过程中,从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值,叫做抗拉强度。由于外力形式的不同,有抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪强度等。抗拉强度是压力容器设计常用的性能指标, (3) 蠕变极限(n σ) (3)注意: δ的大小与试件尺寸有关; ψ的大小与试件尺寸无关。 (试件计算长度为试件直径5倍时,用5δ表示) 2、韧性 (韧性是表示材料弹塑性变形为断裂全过程吸收能量的能力,也就是材料抵抗裂纹扩展的能力。我们常用冲击韧性来表示材料承受动载荷时抗裂纹的能力,用缺口敏感性表示材料承受静载荷时抗裂纹扩展的能力。) (1)冲击韧性:材料在冲击载荷下吸收塑性变形功和断裂功的能力。用冲击吸收功A K 或冲击韧度表示αK 表示。

化工设备和管道的选择

化工设备和管道的材料选择 许多因素影响到材料的选择:工艺的设计条件,材料的经济性,维修方面,材料的可加工性,材料的是否方便供应,对最终产品的污染,工艺安全方面的考虑,材料特性(mechanical properties), 但是对于化工装置,很多时候主要的考虑因素是抗腐蚀。 A. 材料特性 具体而言,以下是最重要的一些特性在设计阶段是需要考虑的。 1. 材料的机械特性 抗拉强度(strength) ,刚度(抵抗变形的能力,stiffness),韧性(toughness),硬度(hardness, wear resistance), 抗疲劳性(fatigue resistance),抗蠕变性(creep resistance) 等。 2. 在高温和低温下,材料的机械特性的变化。 3. 抗腐蚀性。 4. 一些所需要的特别性质: 比如,热传导性,电阻,磁性等。 5. 材料的易加工性 6. 材料是否有标准尺寸 7. 价钱 对于上面第二点,展开来讲,一般说来,随着温度的上升,钢材的强度和刚度会随之降低。在这方面,不锈钢的表现要好于碳钢。如果材料在高温下会暴露于高应力下,那么材料的抗蠕变性就很重要。特殊的合金钢ALLOY, 比如Inconel, 就常常被选为加热炉的炉管材料. 在低温下,钢材会出现脆的现象, 这种发脆的现象常常是由于钢材中的结晶结构的变化.对于那些低温场合 (cryogenic plant, liquefied-gas storages), 奥氏体不锈钢(fcc: face-centred-cubic) 或者铝合金( aluminum alloys (hex))常常被选为用材。(对于LPG 的场合,因为常温下是气体,当设备失去压力的时候,液化气会气化,由于焦耳汤姆逊效应,气化吸收了大量的热,导致温度急剧下降,因此,液化气场合的选材常常要考虑低温的要求,防止出现失压低温的时候,钢材脆化) 对于第三点,抗腐蚀性。常见的类型有,介质造成的均匀腐蚀,电偶腐蚀(由于不同的金属材料相接触)(galvanic corrosion),点蚀(pitting),晶间腐蚀(intergranular corrosion), 应力腐蚀(stress corrosion), 冲蚀,腐蚀疲劳,高温氧化(high temperature oxidation), 氢脆。 从本质上讲,金属的腐蚀是电化学的过程。形成这个过程四个要素必不可少: 1. 阳极 2. 阴极 3. 导电介质(电解液) 4. 通过介质形成电路展开来讲: 均匀腐蚀 对于这种腐蚀,其腐蚀速度是可以通过试验来预测的。最终的选择,要考虑到装置的设计年限,材料的经济性,使用频率,工艺安全等。腐蚀速率常常取决于流体的温度和浓度。一般来讲,随着温度的上升,腐蚀速度也随之上升,但也并不都是这样的。另外,也有其他因素影响到腐蚀速率,比如流体中氧含量 (oxygen solubility). 常见到的例子有,用来传热的循环流体. 膨胀罐如果使用氮封,防止溶氧,就会减轻管道的腐蚀。 电偶腐蚀 当不同的金属接触在一块的时候,那么作为阳极的那一方的腐蚀速率就会增加。如果不同的金属的接触不可避免,那么可以用保温隔热来断开电路的形成。(insulated). 或者,如果阳极一方作出牺牲,增厚阳极一方的腐蚀余量。常见的地下管道,比如消防水管,采用阳极牺牲保护法来减轻消防水管的腐蚀。 点蚀

模具材料选用规范

PTA022模具材料选用规范(设计节点规范) 1.概述 塑料模具钢的选用直接影响着模具的成本和模具的使用寿命.所以塑料模具钢应根据成型的塑料种类,制品的形状,尺寸精度,质量要求及制品的使用要求,同时要考虑模具制造条件和加工方法,来选择合适的钢材。 2.注塑模具钢材的通用要求: 2.1 成型部件钢材的选用 2.1.1对于透明的塑料制品,需如下选择: (1)若制品的要求很高,要求高透光性或镜面效果,成型塑料为ABS、PS、PMMA、PC等,宜选用高档进口的P20系列,此系列包括718H、S136、S136H等,其中718H为预硬态,一般不需再进行热处理,S136为退火态,硬度一般为HB160-230,粗加工后需进行真空淬火处理,硬度一般为HRC50±2 (2)若制品要求不是很高,成型材料为PP、ABS、PS等可选用中档的进口P20料,如进口738等。 2.1.2对于非透明件,但外观要求很高的制品有如下选择: (1)小型、精密的模具及所用塑料对钢材有较强冲击性,应选用高档进口P20系列,如:718H、S136、S136H 等。 (2)中大型塑料制品,成型材料对钢材无特殊要求,此类模具外观面可选用中档进口的P20系列,如:进口738等。成型非外观部件可选用低档的进口P20系列,如638、国产P20等。 2.1.3对制品要求不高,所用材料对钢材无特殊要求,此类模具有如下选择: (1)对于大型制品,外观部分构件选用中低档的进口P20系列,非外观部分构件选用国产P20,经客户认可也可选用进口的优质中碳钢,如S55C、S50C。 (2)对于小型制品,产量较高,结构较复杂,成型构件可选用低档的进口P20系列。 (3)对于其它结构较简单,产量不高,无较高外观要求的模具,可选用国产P20。 2.1.4对于参与成型的活动部件有如下选择: (1)透明件应选用抛光性好的中高档进口P20系列,如718H、S136H、738等 (2)非透明件,一般应选用硬度和强度较高的中高档进口P20系列,表面进行离子渗氮硬化处理,如:斜顶采用738,氮化层深度为0.15-0.2mm,硬度为HV600-700 。 (3)对参与成型的镶芯,最好选用硬度和强度较高的中高档进口P20系列,要求不高的可用国产P20代替。 2.1.5.特殊应用情况下材料的选用: (1)对于成型PVC和电镀ABS等对钢材有腐蚀性的塑料的模具,若制品要求较高,可选用进口的耐蚀钢,如S136、S136H等。要求一般的可选用国产的耐蚀钢。 (2)对于模具较难冷却的部分或要求冷却效果较高的部分,应选用铍铜合金。 2.2非成型部分钢材的选用 模架材料参照相关标准,一般选用进口S50C,要求硬度均匀为HB150-170,且内应力小,不易变形。 模具中一般结构用件,如顶出限位块、支撑柱等对硬度和耐磨性无较高要求,可选用S45C或45#。 滑块压板,锁紧块,浇口套等对于硬度、强度、耐磨性要求较高,应选用碳素工具钢或优质碳素工具钢,具体钢材种类根据标准件规范选用。 3.海尔注塑模具现行材料选用规范: 如表1所示: 表1: 海尔模具常用模具材料设计参考明细:

模具材料选用标准介绍(

模具材料选用规范 成型零部件材料选用 1 成型零部件指与塑料直接接触而成型制品的模具零部件,如型腔、型芯、滑块、镶件、斜顶、侧抽等。 2 成型零部件的材质直接关系到模具的质量、寿命,决定着所成型塑料制品的外观及内在质量,必须十分 慎重,一般要在合同规定及客户要求的基础上,根据制品和模具的要求及特点选用。 3 成型零部件材料的选用原则是:根据所成型塑料的种类、制品的形状、尺寸精度、制品的外观质量及使 用要求、生产批量大小等,兼顾材料的切削、抛光、焊接、蚀纹、变形、耐磨等各项性能,同时考虑经济性以及模具的制造条件和加工方法,以选用不同类型的钢材。 4 对于成型透明塑料制品的模具,其型腔和型芯均需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材,如718(P20+Ni 类)、NAK80(P21类)、S136(420类)、H13类钢等,其中718、NAK80为预硬状态,不需再进行热处理;S136及H13类钢均为退火状态,硬度一般为HB160-200,粗加工后需进行真空淬火及回火处理,S136的硬度一般为HRC40-50,H13类钢的硬度一般为HRC45-55(可根据具体牌号确定)。 5 对于制品外观质量要求高,长寿命、大批量生产的模具,其成型零部件材料选择如下: a) 型腔需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材,如718(P20+Ni类)、NAK80(P21类)等,均为预硬 状态,不需再进行热处理。 b) 型芯可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材,如618、738、2738、638、318等,均为预硬状态; 对生产批量不大的模具,也可选用国产塑料模具钢或S50C、S55C等进口优质碳素钢。 6 对于制品外观质量要求一般的模具,其成型零部件材料选择如下: a) 小型、精密模具型腔和型芯均选用中档进口P20或P20+Ni类钢材。 b) 大中型模具,所成型塑料对钢材无特殊要求,型腔可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材;型芯 可选用低档进口P20类钢材或进口优质碳素钢S50C、S55C等,也可选用国产塑料模具钢。 c) 对于蚀皮纹的型腔,当蚀梨地纹时应争取避免选用P20+Ni类的2738(738)牌号。 7 对无外观质量要求的内部结构件,成型材料对钢材亦无特殊要求的模具,其成型零部件材料选择如下: a) 对于大中型模具,型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材,也可选用进口优质碳素钢S55C、 S50C或国产P20或P20+Ni类塑料模具钢;型芯可选用进口或国产优质碳素钢。 b) 对于小型模具,若产量较高,结构较复杂,型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材,也可选 用国产P20或P20+Ni类塑料模具钢;型芯可选用国产塑料模具钢。 c) 对于结构较简单,产量不高的小型模具,型腔型芯均可选用国产塑料模具钢或优质碳素钢。 8 对于成型含氟、氯等有腐蚀性的塑料和各类添加阻燃剂塑料的模具,若制品要求较高,可选用进口的耐 蚀钢,要求一般的可选用国产的耐蚀钢。 9 对于成型对钢材有较强摩擦、冲击性塑料的模具,例如用来注射尼龙+玻璃纤维料的模具,需选用具有高 耐磨、高抗热拉强度及高韧性等优点的进口或国产H13类钢材。 10成型镶件一般与所镶入的零件选用相同材料。对于模具较难冷却的部分或要求冷却效果较高的部分,镶件材料应选用铍青铜或合金铝。 11对于模具中参与成型的活动部件材料选择原则如下: a) 透明件应选用抛光性好的高档进口钢材,如718、NAK80等。 b) 非透明件,一般应选用硬度和强度较高的中档进口钢材,如618、738、2738、638、318等,表面进 行氮化处理,氮化层深度为0.15-0.2mm,硬度为HV700-900。 c) 若模具要求较低,也可选用低档进口钢材或国产钢材,氮化处理硬度一般为HV600-800。 非成型零部件材料选用

模具材料的选用及其性能优化

模具材料定选用及其性能优化 模具成型技术所具有的高效率、高一致性是其他成型工艺所不能比拟的,模具已成为现代工业生产关键的工艺装备,而模具材料及其先进制备技术又是完成高质量高寿命模具产品的最基础、最关键、最核心的保障,是推动先进净成型技术发展的重要支撑技术。由于对生产制备技术控制、材料选用合理性及配套改性技术研究不深入,使我国的模具制造水平提高缓慢,很难满足制造业的发展需求。 一、模具材料选用的基本原则 1、模具的工况要求 模具的工作温度、冷却方式和受力状态不同,对模具材料的性能要求也不尽相同。 (1)工作温度冷状态(室温)条件下工作的模具,应具有良好的耐磨性、强度、韧性、硬度及可加工性,通常选用冷作模具钢;高温状态下工作的模具,应选择合适的热作模具钢,它与炙热金属经常接触,型腔表面温度可达400~600℃,受到应力及金属剧烈流动的作用,材料表面容易剧烈磨损,因此它必须具有高的回火稳定性。此外,还应具有满足服役条件的力学性能、热稳定性、抗氧化性、抗疲劳性、耐热磨损和热熔损及良好的工艺性能;对于塑料制品加工,需选用专用塑料模具钢。 (2)冷却方式热作模具的使用寿命与冷却条件密切相关,若采用冷却方式、介质不当,模具容易失效,大大缩短使用寿命,如钨含量较高的热作模具,若采用喷水冷却,容易出现早期热疲劳开裂,应以油水雾和通水内冷为宜。采用冷却剂进行冷却的热作模具,反复受到冷热交替作用,极宜引起龟裂现象(即热疲劳)。因此,选用的热作模具钢必须具有良好的抗热疲劳的能力。 (3)受力状态模具(尤其是热作模具)在工作中承受压应力、拉应力、弯曲应力及冲击应力,还经历强烈摩擦,因此,选择的模具钢应具有强度和韧性的良好配合,同时还应有足够的硬度和耐磨性。锤锻模具比压力机模具受到更高的冲击应力,要求有较高的韧性,而压力机模具则要求有更高的抗热磨损性能。 2.模具的性能要求 各类模具钢的工作性能主要包括硬度、强度及韧性、耐磨性、疲劳性能、粘着性、抗腐蚀性和抗氧化性等。 模具种类很多,工作条件差别很大,对模具材料的性能要求也各不相同。没有任何一种材料可以同时保持多种性能的最佳状态。因此,模具材料选用时,常需协调这些性能,争取最佳的性能组合。突出主要性能,兼顾次要性能,达到材料性能与模具工作要求圆满匹配,获得最高的模具使用寿命。某些极端工况条件,往往对模具某一方面的性能有更苛刻的要求,这就要求模具材料有与之相适应的特殊性能,以保证较长的模具寿命和较高的产品质量。 总之,根据模具工作条件选用性能特点相匹配的模具材料,如冷作模具钢可选用耐磨性良好的高碳高合金材料,压铸模具具有注重热疲劳性能好的材料,连杆精锻模具要选择热强性高、耐磨性好的材料,避免在选用材料时出现原则性失误。 3.模具的寿命要求 模具材料的选用与所需要的模具寿命密切。如产品试制阶段的模具寿命就不作要求,只考虑产品成型的精度,因此,在选用材料时,只需要选择一般性的材料。而大批量的产品加工就要考虑选用较好的模具材料。模具寿命还与产品精度要求及复杂程度密切相关,因此在选材时应考虑相关因素合理安排模具材料的使用。 (1)产品批量大小实际选材时,应根据生产加工产品的批量大小和生产方式来选

[整理]31模具材料标准

模具材料限用标准 1. 范围 本标准对星凯科技有限公司模具设计材料的选用作出了规定。根据模具零件的功能和重要程度按必须贯彻执行﹑推荐采用建议执行﹑按客户要求执行和不受本标准限制按贯例选用的四种情况在本标准内选用。 按照本标准规定的选用材料原则进行选材,可以达到在确保模具品质的情况下合理选材﹑压缩品种﹑减少规格﹑简化供应渠道﹑减少呆料和库存积压。 本标准适用于星凯科技在模具设计和制作过程中的黑色金属(即钢、铜和铝)材料的选用。本标准不适用于非金属(如塑料﹑塑胶)材料的选用。 2. 引用文件 模具工业标准应用手册香港生产力促进局 模具钢手册冶金工业部出版社 机械设计手册化学工业出版社 3. 材料限用的一般规定 3.1选择材料一般应遵循的原则 a. 选择材料一般应以满足产品的功能和生产要求为原则 b. 在满足模具品质的情况下, 不要随意提高材料成本,要以节省资源为原则 c. 要选择货源充裕﹑有信誉度的供应商的材料。 3.2选择注塑模具材料时应考虑的影响因素 3.2.1受注塑产品的影响因素 a. 啤塑产品在啤塑过程中是否会对材料产生腐蚀性影响。 b. 塑胶树脂的种类对模具钢材的影响。 c. 塑胶件的生产批量对模具钢材的要求。 d. 塑胶件的外观品质对模具材料的要求。 3.2.2模具本身对材料的要求 a. 要求有良好的加工性(包括易切削性、良好的电加工性、好的抛光特性和溶接性)。 b. 对硬度和可预硬性的要求(包括材料内部组织纯洁均匀,可进行热处理和表面处理)。 c. 模具出现故障时易于修复,有良好的可烧焊性能。 4.材料限用的具体规定 根据注塑模具的特点及其模具零件的功能和重要程度将模具零件分为成型零件﹑模胚组件和结构组件,对模具材料的限制选用分为以下四种情况: a. 成型零件——如上下模肉﹑行位﹑斜顶﹑直顶﹑上下模肉镶件﹑行位镶件等;成型零件的选用原则属于 推荐采用建议执行,限用材料详见表二、表三、表四。 b. 模胚组件——如上下码模板﹑“A”板﹑“B”板﹑热流道框板﹑顶针板等;模胚组件的选用原则属于限 制选用强制执行,限用材料详见表五。 c. 结构组件——如硬片﹑法兰﹑唧咀﹑司筒针压片等;结构组件的选用原则属于必须贯彻执行,若客户有特别的要求应建议客户接受我们的意见。限用材料详见表六。 d. 除上述三种情况以外的所有零﹑组件的选材原则不作规定,按以往贯例选取。

常用化工设备基础知识教材

化工设备基础知识 第一章轴轴的主要作用是用来支撑和固定旋转传动零件,常见的轴有直轴和曲轴两种。一、直轴的分类:根据承受荷载的情况不同,直轴可分为心轴、转轴和传动轴三类。 1、心轴:心轴工作时主要用来支撑转动零件,承受弯矩而不传递运动,也不传递动力。心轴随零件转动的(如火车轮轴)称为活动心轴,不随零件一起转动的(如自行车轴、滑轮轴)称为固定心轴,它们承载时均产生弯曲变形。 2、转轴:转轴既要支承旋转零件还要传递运动和动力,如机床主轴、减速机齿轮轴、搅拌轴等。这类轴在外力作用下将产生弯曲变形和扭转变形。 3、传动轴主要用来传递扭矩,它不承受或承受较小的弯矩,如汽车、拖拉机变速箱与后轮轴间的传动轴。 轴的材料:选取轴用材料主要取决于轴的工作条件载荷和加工工艺等综合因素,除满足强度、刚度、耐磨性外,还要求对应力集中敏感性小,常用碳素钢、合金钢的锻件和轧制圆钢做为轴的毛坯。 碳素钢对应力集中的敏感性较小,其机械性能可通过热处理进行调整,比合金钢价廉,所以应用最广,常用30、40、45、50 号钢,其中45 号钢最常用。对于非重要或受载荷较小的轴可用Q235、Q237 等普通碳素结构钢。 合金钢可淬性好,且具有较高的机械性能,常用于传递较大功率并要求减小尺寸和重量以及提高轴颈耐磨性的场合。 合金铸铁和球墨铸铁也常用来做轴的原因是铸造成型容易得到较复杂且更合理的形状,铸造材料吸振性高,并可用热处理的方法提高耐磨性,对应力敏感性较低,且价廉。但铸造质量不易控制,可靠性较差,需慎用。 二、轴的结构 轴的外形通常作成阶梯形的圆柱体。轴上供安装旋转零件的部位叫轴头,轴与轴承配合部分叫轴颈,轴的其他部分叫轴身轴的设计与选择要考虑很多因素的影响,在满足不同截面的强度和刚度要求的同时,还要便于轴上零件的固定、定位、拆装、调整,尽可能减小应力集中以提高轴整体的疲劳强度,以及轴本身的加工工 艺性。 旋转零件一般要随轴旋转传递运动和动力,零件在圆周方向和轴线方向都需要确定他们之间的相对位置以保证各零件正常的工作关系。

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