模具的力學性能要求

模具除其本身外，還需要模座、模架、模芯導致製件頂出裝置等，這些部件一般都製成通用型。下面，小編為大家分享模具的力學性能要求，希望對大家有所幫助!

　　硬度

硬度表徵了鋼對變形和接觸應力的抗力。測硬度的試樣易於製備，車間、試驗室一般都配備有硬度計，因此，硬度是很容易測定的一種性能，而且硬度與強度也有一定關係，可通過硬度強度換算關係得到材料硬度值。按硬度範圍劃定的模具類別，如高硬度(52～60HRC)，一般用於冷作模具，中等硬度(40～52HRC)，一般用於熱作模具。

鋼的硬度與成分和組織均有密切關係，通過熱處理，可以獲得很寬的硬度變化範圍。如新型模具鋼012Al和CG-2可分別採用低温回火處理後硬度為60～62HRC，採用高温回火處理後硬度為50～52HRC，因此可用來製作硬度要求不同的冷、熱作模具。因而這類模具鋼可稱為冷作、熱作兼用型模具鋼。

模具鋼中除馬氏體基體外，還存在更高硬度的其他相，如碳化物、金屬間化合物等。表l為常見碳化物及合金相的硬度值。

模具鋼的硬度主要取決於馬氏體中溶解的碳量(或含氮量)，馬氏體中的含碳量取決於奧氏體化温度和時間。當温度和時間增加時，馬氏體中的含碳量增多馬氏體硬度會增加，但淬火加熱温度過高會使奧氏體晶粒增大，淬火後殘留奧氏體量增多，又會導致硬度下降。因此，為選擇最佳淬火温度，通常要先作出該鋼的淬火温度—晶粒度—硬度關係曲線。

馬氏體中的含碳量在一定程度上與鋼的合金化程度有關，尤其當回火時表現更明顯。隨回火温度的增高，馬氏體中的含碳量在減少，但當鋼中合金含量越高時，由於獼散的合金碳化物折出及殘留奧氏體向馬氏體的轉變，所發生的二次硬化效應越明顯，硬化峯值越高。

常用硬度測量方法有以下幾種：

1.洛氏硬度(HR) 是最常用的一種硬度測量法，測量簡便、迅速，數值可以從錶盤上直接選出。洛氏硬度常用三種刻度，即HRC、HRA、HRB。

2.布氏硬度(HB) 用淬火鋼球作硬度頭，加上一定試驗力壓人工件表面，試驗力卸掉以後測量壓痕直徑大小，再查表或計算，使得出相應的布氏硬度值HB。

布氏硬度測試主要用於退火、正火、調質等模具鋼的硬度測定。

3.維氏硬度(HV) 採用的壓頭是具有正方形底面的金剛石角錐體，錐體相對兩面間的夾角為136°，硬度值等於試驗力F與壓痕表面積之比值。

此法可以測試任何金屬材料的硬度，但最常用於測定顯微硬度，即金屬內部不同組織的硬度。

三種硬度大致有如下的關係：HRC≈1/10HB，HV≈HB(當<400HBS時)

　　常規力學性能

模具材料的性能是由模具材料的`成分和熱處理後的組織所決定的。模具鋼的基本組織是由馬氏體基體以及在基體上分佈着的碳化物和金屬間化合物等構成。

模具鋼的性能應該滿足某種模具完成額定工作量所具備的性能，但因各類模具使用條件及所完成的額定工作量指標均不相同，故對模具性能要求也不同。又因為不同鋼的化學成分和組織對各種性能的影響不同，即使同一牌號的鋼也不可能同時獲得各種性能的最佳值，一般某些性能的改善會損失其他的性能。因而，模具工作者常根據模具工作條件及工作定額要求選用模具鋼及最佳處理工藝，使之達到主要性能最優，而其他性能損失最小的目的。

對各類模具鋼提出的性能要求主要包括：硬度、強度、塑性和韌性等。

　　強度

強度即鋼材在服役過程中，抵抗變形和斷裂的能力。對於模具來説則是整個型面或各個部位在服役過程中抵抗拉伸力、壓縮力、彎曲力、扭轉力或綜合力的能力。

衡量鋼材強度常用的方法是進行拉伸試驗。拉伸試驗是在拉伸試驗機上進行的，試棒需按規定的標準制備，拉伸過程中在記錄紙上繪出拉伸力F與伸長量ΔL之間的關係圖，即所謂的拉伸曲線圖，分析拉伸曲線圖就可以得出金屬的強度指標。對於在壓縮條件下工作的模具，還經常給出抗壓強度。

對於模具鋼，特別是含碳量高的冷作模具鋼，因塑性很差，一般不用抗拉強度而是以抗彎強度作為實用指標。抗彎試驗甚至對極脆的材料也能反映出一定的塑性。而且，彎曲試驗產生的應力狀態與許多模具工作表面產生的應力狀態極相似，能比較精確地反映出材料的成分及組織因素對性能的影響。