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熱擠壓模材料的選用 TIME: 2019-10-29
       熱擠壓模具材料的選擇,主要是根據被擠壓金屬材料及其在該溫度下的強度性能,其次是被擠壓金屬的化學成分、擠壓加工的成品形狀、擠壓加工的擠壓比、擠壓速度和潤滑條件等因素,以提高模具的使用壽命。       熱擠壓模與高溫坯料長時間接觸,熱擠壓凹模、芯棒、熱擠壓缸內套等承受高溫、大應力和強烈摩擦,要求模具材料必須具備在高溫下強度高、耐磨性好、耐回火性好,并且有良好的抗冷熱疲勞性能,對于芯棒材料還必須具有良好的韌性。       熱擠壓模具一般由凹模、凹模墊塊及凹模環、芯棒、芯棒頭和鑲塊、擠壓缸及擠壓缸內套、擠壓桿墊等組成。其中,凹模、芯棒及芯棒頭和鑲塊受高溫應力和高溫磨損最為嚴重,對抗冷熱疲勞性能要求比較高,是經常發生失效需要更換的模件。擠壓缸模內套和墊塊受熱情況比較嚴重,但是承受的內應力比較單一。擠壓缸工作溫度不高,主要承受拉應力。因此模具材料的選擇應考慮以上因素。       凹模用模具材料要求較高,傳統材料是4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiVl和3Cr2W8V鋼。工作條件苛刻的可選用5Cr4W2Mo2SiV、H10、H19等鋼種,工作條件更為苛刻的可選用一些奧氏體型熱作模具鋼5Mn15Cr8Ni5Mo3V2等鐵基耐熱合金制造。       芯棒材料主要選擇鉻系中合金模具鋼,如4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiVl、4Cr5MoWSiV鋼,也可選擇鉬系模具鋼H10。工作溫度較高擠壓比較大時芯棒的頭部可選擇W6Mo5Cr4V2、6W6或高溫合金材料的鑲塊。擠壓缸內套一般用4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、H10等鋼,高溫工作時也可采用鐵基高溫合金內套。擠壓缸一般選擇合金含量不高的中碳鉻鉬鋼。       對于高溫條件下磨損極為嚴重的熱擠壓模具,特別是擠壓難變形的、形狀復雜的、擠壓比很大的高溫坯料,采用奧氏體型高溫熱作模具鋼、硬質合金、鋼結硬質合金等高熱強性、高耐磨性材料制成模具鑲塊。
陶瓷基復合材料是以陶瓷為基體,采用纖維、顆粒等作為增強體復合而成的。其成形方法也有多種,常用的有粉漿浸滲法、熱壓燒結法和反應燒結法等。1.粉漿浸滲法即將纖維增強體編織成所需形狀,用陶瓷漿料浸滲,干燥后進行燒結。粉漿浸滲法不損傷增強體,無需模具且工藝簡單,但制品的密度和力學性能不夠高。     2.熱壓燒結法     即將纖維或織物增強體用陶瓷漿料浸漬后組成一定結構的坯體,經干燥后在高溫、高壓下燒結成制品。制品的密度和力學性能均較高。     3.反應燒結法     是使已與增強材料混合的熔融金屬直接氧化或氮化制成復合材料。反應產物最初在金屬與氣相界面形成,然后不斷向金屬內部擴展,直至形成相互貫通的呈空間網絡狀的陶瓷基復合材料。     反應燒結法成本較低、工藝簡單;制品收縮很小、形狀和尺寸不限、常溫性能好。但由于殘留金屬較多(質量分數約5%~35%),故制品的高溫強度不高。反應燒結法是陶瓷基復合材料制備方法中最有吸引力的新技術之一。
 金屬陶瓷硬質合金是將一些難熔的金屬碳化物粉末(如WC、TiC等)和粘結劑(Co、Ni等)混合,加壓成型,再經燒結而成的一種粉末冶金材料,其工藝與陶瓷燒結相似,故而得名。        金屬陶瓷硬質合金廣泛應用的有兩類:鎢鈷類和鎢鈷鈦類。在這兩類硬質合金中,碳化物是合金的“骨架”,起堅硬耐磨的作用,鈷則起粘結作用。它們之間的相對量將直接影響合金的性能。一般說來,含鈷量愈高(或含碳化物量愈低),則強度、韌性愈高,而硬度、耐磨性愈低。因此含鈷量多的牌號,一般都用于粗加工或加工表面比較粗糙的工件。       鎢鈷類比鎢鈷鈦類有較高的強度和韌性,而鎢鈷鈦類比鎢鈷類有較高的硬度和較好的耐磨性及熱硬性。       一般根據加工方式、被加工材料性質、加工條件來選用硬質合金刀片。       目前金屬陶瓷硬質合金已廣泛用來制造量具、模具等耐磨零件;在采礦、采煤、石油和地質鉆探等工業中,還應用它制造釬頭和鉆頭等。
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