决定模具使用寿命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性。南京20#-55#碳素结构钢模具在工作中承受相当大的压应力和摩擦力,要求模具能够在强烈摩擦下仍保持其尺寸精度。模具的磨损主要是机械磨损、氧化磨损和熔融磨损三种类型。南京20#-55#碳素结构钢为了改善模具钢的耐磨性,就要既保持模具钢具有高的硬度,又要保证钢中碳化物或其他硬化相的组成、形貌和分布比较合理。对于重载、高速磨损条件下服役的模具,要求模具钢表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜,保持润滑作用,减少模具和工件之间产生粘咬、焊合等熔融磨损,又能减少模具表面进行氧化造成氧化磨损。所以模具的工作条件对钢的磨损有较大的影响。
南京20#-55#碳素结构钢咬合抗力实际就是发生“冷焊”时的抵抗力。该性能对于模具材料较为重要。南京20#-55#碳素结构钢试验时通常在干摩擦条件下,把被试验的工具钢试样与具有咬合倾向的材料(如奥氏体钢)进行恒速对偶摩擦运动,以一定的速度逐渐增大载荷,此时,转矩也相应增大,该载荷称为“咬合临界载荷”,临界载荷愈高,标志着咬合抗力愈强。
锻造生产中,除了必须保证锻件所要求的形状和尺寸外,还必须满足零件在使用过程中所提出的性能要求,采用合理的锻造工艺和工艺参数,可以通过下列几方面来改善原材料的组织和性能:(1)南京20#-55#碳素结构钢打碎柱状晶,改善宏观偏析,把铸态组织变为锻态组织,并在合适的温度和应力条件下,焊合内部空隙,提高材料的致密度;(2) 南京20#-55#碳素结构钢铸锭经过锻造形成纤维组织,进一步通过轧制、挤压、模锻,使锻件得到合理的纤维方向分布;(3) 控制晶粒的大小和均匀度;(4) 改善第二相(例如莱氏体刚中的合金碳化物)的分布;(5) 使组织得到形变强化或形变-相变强化等。
保证零件符合使用条件最基本的是锻件的组织和机械性能。而保证锻件组织和机械性能合格的主要手段是正确制订并严格控制锻造工艺过程。南京20#-55#碳素结构钢锻件组织它包括锻件的低倍组织和高倍组织。低倍组织用以检査锻件的流线分布和判断锻件中的各种冶金缺陷。高倍组织包括锻件在最终热处理状态下的显微组织、晶粒度、纯洁度等项目。南京20#-55#碳素结构钢锻件的机械性能根据锻件的不同用途,对其机械性能的各项指标要求也不同。锻件的室温机械性能,如强度指标、塑性指标、冲击韧性、硬度、疲劳强度、断裂韧性等的要求,将因材料和锻件用途的不同而不同。
1、南京20#-55#碳素结构钢可锻性:具有较低的热锻变形抗力,塑性好,锻造温度范围宽,锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。2、退火工艺性:球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。3、切削加工性:切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。4、南京20#-55#碳素结构钢氧化、脱碳敏感性:高温加热时抗氧化怀能好,脱碳速度慢,对加热介质不敏感,产生麻点倾向小。5、淬硬性:淬火后具有均匀而高的表面硬度。6、淬透性:淬火后能获得较深的淬硬层,采用缓和的淬火介质就能淬硬。7、淬火变形开裂倾向:常规淬火体积变化小,形状翘曲、畸变轻微,异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低,对淬火温度及工件形状不敏感。8、可磨削性:砂轮相对损耗小,无烧伤极限磨削用量大,对砂轮质量及冷却条件不敏感,不易发生磨伤及磨削裂纹。
南京20#-55#碳素结构钢碳钢和低合金钢:锻造含有薄的截面的锻件或氧化皮清除较困难时,优先选用锤、 螺旋压力机或曲柄压力机,否则可任选。不锈钢:含有薄截面的锻件,优先选用锤、螺旋压力机或曲柄压力机,否则可任选。钽合金:高温锻造时,优先选用锤、螺旋压力机或曲柄压力机。钛合金:含有薄截面的锻件,优先选用锤、螺旋压力机或曲柄压力机,否则可任选。南京20#-55#碳素结构钢钨合金:高温锻造时,优先选用锤、螺旋压力机或曲柄压力机。锆合金:当毛坯有包套时,优先选用水压机(高于760℃);锻造温度低于 760℃的,可任选。