页数：20页文件大小：136.3 KB来源： 模具材料及失效ppt课件
本课件讲解铸铁模具材料。先介绍铸铁用作模具材料的优势与普通灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁的石墨形态，随后展开高磷与铬钼铜耐磨铸铁、耐热铸铁的性能，并结合玻璃模具说明抗氧化性能、热导率与热疲劳裂纹等性能要求及国内外材料对比。
铸铁广泛用做模具材料始于19世纪，铸铁具有优良的铸造性能、良好的加工性、成本低性能。
用作冲模模架，拉伸模或压形模，玻璃模具，很少用作模具凸凹模或型芯型腔。
铸铁是碳、硅、锰等元素组成的铁合金，可看作是由石墨和基体组织组成。
在铸铁中，石墨以缩减和切割两种作用影响铸铁的性能，主要取决于石墨的数量、大小、形状、分布等。
用于制造玻璃模具的合金铸铁主要有Cu-Cr灰铸铁、Cr-Mo-Cu灰铸铁、低Sn灰铸铁、V-Ti灰铸铁等
1.普通灰口铸铁:石墨呈片状。
2.可锻铸铁:石墨呈团絮状。
3.球墨铸铁:石墨呈球状。
4.蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状
高磷耐磨铸铁：加入0.4％-0.7％的P可形成高硬度断续网状分布的磷共晶；
铬钼铜耐磨铸铁：加入铬、钼、铜可形成高硬度的C、N化合物；
钒钛耐磨铸铁：加入V、Ti等元素，可形成高硬度的C、N化合物；
耐磨铸铁用于机床导轨、汽车发动机缸套、活塞环、轴套、磨球等。
1.耐磨铸铁
2.耐热铸铁铸铁的耐热性是指它在高温下抵抗氧化和生长的能力。
氧化是指在高温600℃以上反复加热时，使铸铁表层发生化学腐蚀起皮的现象。
这种现象是由于渗碳体分解为石墨，以及氧化性气体渗入铸铁内部造成氧化所致。
为防止铸铁的高温氧化，可向铸铁中加入铝、硅、铬等合金元素，使铸件表面形成一层致密的如A12O3，Si02，Cr2O3等氧化膜，保护内部不被继续氧化．并在高温使用时不致发生石墨化过程，从而提高铸铁的耐热性
2.耐热铸铁铸铁中加入大量的Si、Al、Ni、Cu、Mo等合金元素，可以提高铸铁基体组织的电极电位，并使铸铁表面形成一层致密的保护膜，内部组织为单相基体加孤立分布的少量球状石墨，从而可使铸铁具有耐蚀性。
根据腐蚀介质的不同，需选择不同的耐蚀合金铸铁。
如高硅耐蚀铸铁在含氧酸(如硝酸等)中耐蚀性好；
含铜耐蚀铸铁在碱性介质中耐蚀性好。
耐蚀合金铸铁主要用于制造化工机械的阀门、管道、泵及相关容器
综上所述，特殊合金铸铁具有耐磨耐压和热处理性及易加工性，其原园如下。
4 1基体中既含有普通铸铁所具备的元素成份及晶相绪构，又含有合金结构钢所具有的部分台金元素及晶相，缘合了铸铁与锕的性能，使它具有特豫的、而铸铁和钢单独不具备的优良蛙能，4．2在铸铁基体中，加入台金元素后，改变了铸铁晶相结构及化学性能4．2．1加入台金元素铬它是最强烈的碳化物稳定元素，它在铸钦中形成铁一铬一碳化合物，产生珠光体结构而取代铁素体，并使石墨化重新分布。
在此，加入O．5％铬就可以获得最大的强度值，增加了佬合碳和硬度，提高了其耐磨性。
4．2 2加入镍、锰等元素，促进石墨化程度韵提高
一、玻璃模具材料的发展和应用随着人民生活水平的不断提高，耐热玻璃餐具、微波炉玻璃盘、建筑玻璃砖、玻璃工艺品等高档玻璃制品大量进入人们的生活中。
而中国汽车工业的飞速发展，又促使车灯玻璃的需求量急剧上升，给中国传统的玻璃工业提供了良好的发展机遇
一、玻璃模具材料的发展和应用玻璃模具对模具材料的性能要求在玻璃制品的成型过程中，模具频繁地与1100℃以上的熔融玻璃接触，承受氧化、生长及热疲劳等作用。
同时，模具的接触面由于与玻璃制品的摩擦而被磨损，这就要求模具材料具有良好的耐热、耐磨，耐腐蚀、抗热冲击、抗氧化、抗生长、抗热疲劳性能，其中抗氧化性能是最主要的性能指标。
此外，还要求模具易于加工、导热好、热膨胀系数小。
目前国内外普遍都采用铸铁作为玻璃模具材料，合金铸铁在可预见的未来仍然是主要玻璃模具材料
二、良好的抗氧化性能为了防止铸铁氧化生长，常常加入合金元素Cr、Mo、Ni、V、Sn等元素，以提高铸铁的抗氧化性能。
铸铁中的石墨为碳质材料，在高温氧化性气氛下会被氧化，石墨片越粗大、连续，石墨数量越多，氧化性气氛越易侵入铸件内部，氧化也越严重。
当石墨为球状、点状时，由于石墨互不连续，气体不易沿石墨侵入，铸件氧化可大大减轻，抗氧化性能明显提高
三、热导率是反映材料传热能力大小的物理量。
在实际生产中玻璃料滴人玻璃模具内腔的温度大约为1100C，冷却到780C以下从模具中取出。
为此，模具温度应尽快降至780C，以提高生产效率，适应成型速度的要求，因此模具的散热能力是非常重要的
三、影响热疲劳裂纹的萌生与扩展，而石墨的形态最为重要
四、塑料模具的类型由于灰铸铁具有优良的铸造性能和易加工性，而被广泛用于制造玻璃模具，而且特别适合于中小型铸造厂生产，制造玻璃瓶成形模具的最常用材料就是HT200。
但普通灰铸铁中的石墨为A型，耐热性较差，长期受热会出现生长和膨胀，使其结构疏松、强度降低、脆性增大，常因氧化剥落、磨损、变形而失效。
通过往铸铁中加入Ni、Cr、Mo、Ti、V、Cu等合金元素，并选择合理的工艺，来改善石墨的形态和基体组织，从而获得性能良好的模具。
为了提高模具的寿命，在铸铁中加入cu、cr、sn等元素，促进珠光体的形成，提高模具的抗磨损能力。
加入si、Al等元素，形成致密的SiO：和
四、塑料模具的类型同灰铸铁相比，球墨铸铁中的石墨为球状，提高了材料的致密性，减小了石墨对基体的切割作用，孕育作用使晶粒度比灰铸铁小，使球墨铸铁的综合性能提高。
球墨铸铁虽然有较高的强度和韧性，并有良好的抗氧化性能，其抗热疲劳性能也优于其它铸铁，但由于其石墨呈孤立的球，导热性较差，使玻璃制品在模腔中不能快速冷却，从而限制了成型速度的提高，不能适应机械化生产的要求，也限制了其在玻璃模具中的应用，故只用于制造小
由于蠕墨铸铁的力学性能与球墨铸铁相近，具有较高的导热性、抗氧化性和抗生长能力，又有像灰铸铁那样良好的铸造性能和机械加工性能，使蠕墨铸铁具有良好的综合性能，而用于制造玻璃模具材料。
蠕墨铸铁朝着合金化方面也得到快速发展，如采用V-Ti合金、Cr-Mo合金制造蠕墨铸铁
由于对玻璃制品的质量要求越来越高，近年来开始采用合金钢制模，合金钢在大多数情况下比铸铁能更好地满足对玻璃模具提出的性能要求。
钢的导热性次于铸铁，因此使用时易出现过热，产生黏附现象。
因此必须采用强制冷却、合理设计模具结构、用硅酮脂润滑等方法。
玻璃模具要承受很大的压力和很高的温度，因此要求模具材料的强度高、热变形小、耐热性好，通常采用耐热合金钢，如3Cr2W8、5CrNiMo和Crl7Ni2MoVRe等，在实际生产应用中取得了良好的经济效益和社会效益。
不锈钢是一种耐腐蚀、强度高、耐氧化及韧性好的材料，热膨胀小，英国很早就用于制造冲头、衬模等，美国用AISI430和AISI3 10等不锈钢制造
这类合金的耐热性比铸铁好，所以用它制作的模具表面裂纹少、寿命长、生产率高，并能提高玻璃制品的光洁度，但这类材料的价格高。
为了提高玻璃制品的表面光洁度或延长模具的使用寿命，仍然使用这类材料制模，如用Monel—K500镍基合金制作冲头。
常用镍合金的成分为(％)：(产7．5，Wc=0．3，W =5．0Ws~=4，Ws=1．2，其余均为镍，其导热系数约为铸铁的一半，镍基合金的主要优点是模具可以铸造成型，无须机械加工
大型吹塑模具也有采用有色舍金铸造模身的，铝台金较为常见，铅模有硬度低，强度差易存在砂眼渗漏等缺点，使用寿命短，故不甚理想。
近年来，锌基合金在大型吹塑模具上的应用，在国外已非常成熟，近期弓1进的一些大型吹塑模具几乎全部采用锌基合金制造，如西德的大型吹塑机配套模具等。
我鼠目前锌基合金的应用较多的是在中小型模具上，而对大型吹塑模还未推广应用。
锌基合金浇铸收缩率仅1％，采用陶瓷浇铸，铸件光洁度高、质量好，通过对引进模具的观察，其模具型腔均为一次浇铸成型后用器械抛光，不再对型腔进行机加工，同是成型面喷砂处理。
降低了修整工作量，锄模方
4、耐蚀钢
作业：1塑料模具钢应具备哪些特性？
2塑料模具钢可分为哪些类型？
各种模具钢模具的主要加工工艺过程
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