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模具的制造一般都要經(jīng)過(guò)鍛造、切削加工、熱處理等幾道工序。為保證模具的制造質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，其材料應具有良好的可鍛性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性;還應具有小的氧化、脫碳敏感性和淬火變形開(kāi)裂傾向。 1.淬透性 淬透性是指在規定條件下用試樣淬透層深度和硬度分布來(lái)表征的材料特征，它主要取決于材料的臨界淬火冷速的大小。在規定條件下，決定鋼材淬硬深度和硬度分布的特性。即鋼淬火時(shí)得到淬硬層深度大小的能力，它表示鋼接受淬火的能力。鋼材淬透性好與差，常用淬硬層深度來(lái)表示。淬硬層深度越大，則鋼的淬透性越好。鋼的淬透性是鋼材本身所固有的屬性，它只取決于其本身的內部因素，而與外部因素無(wú)關(guān)。鋼的淬透性主要取決于它的化學(xué)成分，特別是含增大淬透性的合金元素及晶粒度，加熱溫度和保溫時(shí)間等因素有關(guān)。淬透性好的鋼材，可使鋼件整個(gè)截面獲得均勻一致的力學(xué)性能以及可選用鋼件淬火應力小的淬火劑，以減少變形和開(kāi)裂。 2.氧化、 氧化：狹義地，氧元素與其他的物質(zhì)元素發(fā)生的化學(xué)反應，稱(chēng)其為氧化，也是一種重要的化工單元過(guò)程。廣義的氧化，指物質(zhì)失電子(氧化數升高)的過(guò)程， 人的新陳代謝也像是氧化作用，亦即人體每天都在生銹，所產(chǎn)生的鐵銹在醫學(xué)里就叫自由基。自由基是一種帶有未配對電子的粒子。因為帶有單數電子，所以非常不穩定，具有高度的化學(xué)反應性，很容易和周遭的分子反應，使安定分子也變成自由基。如此一再重復，就會(huì )衍生大量的自由基。自由基非常活躍，非常不安分。就象我們人類(lèi)社會(huì )中的不甘寂寞的單身漢一樣，如果總也找不到理想的伴侶，可能就會(huì )成為社會(huì )不安定的因素。 一般情況下，生命是離不開(kāi)自由基活動(dòng)的。我們的身體每時(shí)每刻都從里到外的運動(dòng)，每一瞬間都在燃燒著(zhù)能量，而負責傳遞能量的搬運工就是自由基。當這些幫助能量轉換的自由基被封閉在細胞里不能亂跑亂竄時(shí)，它們對生命是無(wú)害的。但如果自由基的活動(dòng)失去控制，超過(guò)一定的量，生命的正常秩序就會(huì )被破壞，疾病可能就會(huì )隨之而來(lái)。 所以說(shuō)自由基是一把雙刃劍。已知有許多疾病皆肇因于自由基作祟，如類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節炎、急性呼吸窘迫癥候群、艾滋病以及牙周病等。自由基除會(huì )對細胞產(chǎn)生傷害外，最?lèi)毫拥募總z在于能發(fā)動(dòng)自由基連鎖反應，進(jìn)一步惡化、傷害體內組織。這種連鎖反應相當驚人：正常的化學(xué)物質(zhì)系由原子與分子構成且需攜帶二個(gè)成對電子來(lái)維持化學(xué)狀態(tài)的安定;而自由基即是含有不成對電子的分子或原子，因此它極須搶奪其它分子或原子的電子湊對，才能安撫它的野性，保持安定。然而，如果自由基豪奪的對象是蛋白質(zhì)、碳水化合物、醣類(lèi)、脂肪等人體必須物質(zhì)，則這些失去電子的營(yíng)養成分，不僅因為遭氧化而面目全非，更會(huì )進(jìn)一步利用其自由基的新身分，再去搶奪其它電子由此形成惡性循環(huán)的自由基連鎖反應;人體的功能因此逐漸損傷敗壞。 3、脫碳敏感性 decarbonization一種凈化氣體的過(guò)程，指脫除混合氣體中的二氧化碳，主要見(jiàn)于合成氨生產(chǎn)原料氣或煤氣的處理。脫除原料氣中二氧化碳的方法，分為3類(lèi)。 (1)物理吸收法最早采用加壓水脫除二氧化碳，經(jīng)過(guò)減壓將水再生。此法設備簡(jiǎn)單，但脫除二氧化碳凈化度差，出口二氧化碳一般在2%(體積)以下，動(dòng)力消耗也高。近20年來(lái)開(kāi)發(fā)有甲醇洗滌法、碳酸丙烯酯法、聚乙二醇二甲醚法等，與加壓水脫碳法相比，它們具有凈化度高、能耗低、回收二氧化碳純度高等優(yōu)點(diǎn)，而且還可選擇性地脫除硫化氫，是工業(yè)上廣泛采用的脫碳方法。 (2)化學(xué)吸收法具有吸收效果好、再生容易，同時(shí)還能脫硫化氫等優(yōu)點(diǎn)。主要方法有乙醇胺法和催化熱鉀堿法。后者脫碳反應式為： K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3 為提高二氧化碳的吸收和再生速度，可在碳酸鉀溶液中添加某些無(wú)機或有機物作活化劑，并加入緩蝕劑以降低溶液對設備的腐蝕。其中工業(yè)上廣泛應用的方法(表5—9)有多種。 3.切削加工性 切削加工性(可切削性，機械加工性)：指金屬材料被刀具切削加工后而成為合格工件的難易程度。切削加工性好壞常用加工后工件的表面粗糙度，允許的切削速度以及刀具的磨損程度來(lái)衡量。它與金屬材料的化學(xué)成分，力學(xué)性能，導熱性及加工硬化程度等諸多因素有關(guān)。通常用硬度和韌性作切削加工性好壞的大致判斷。一般講，金屬材料的硬度愈高愈難切削，硬度雖不高，但韌性大，切削也較困難。一般非鐵金屬(有色金屬)比鐵金屬切削加工性好，鑄鐵比鋼好。 4.退火工藝性 退火是一種金屬熱處理工藝，指的是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時(shí)間，然后以適宜速度冷卻。目的是降低硬度，改善切削加工性;消除殘余應力，穩定尺寸，減少變形與裂紋傾向;細化晶粒，調整組織，消除組織缺陷。準確的說(shuō)，退火是一種對材料的熱處理工藝，包括金屬材料、非金屬材料。而且新材料的退火目的也與傳統金屬退火存在異同。 5.淬硬性 鋼在淬火后獲得硬度的能力，取決于M中WC%。鋼的淬透性和淬硬性是兩種完全不同的概念。鋼的淬硬性是指鋼在理想條件下淬火能達到最高硬度的能力，它主要取決于馬氏體的碳含量。淬透性好的鋼，其淬硬性不一定高。如低碳合金鋼的淬透性相當好，但它的淬硬性卻不高，再如高碳工具鋼的淬透性較差，但其淬硬性高。 6.可鍛性 金屬具有熱塑性，在加熱狀態(tài)(各種金屬要求溫度不同)，可以進(jìn)行壓力加工，稱(chēng)為具有可鍛性。指金屬材料在壓力加工時(shí)，能改變形狀而不產(chǎn)生裂紋的性能。它包括在熱態(tài)或冷態(tài)下能夠進(jìn)行錘鍛，軋制，拉伸，擠壓等加工。可鍛性的好壞主要與金屬材料的化學(xué)成分有關(guān)。 金屬材料在鍛壓加工中能承受塑性變形而不破裂的性能，也叫工藝塑性。可鍛性指標通常用金屬材料在一定塑性變形方式下表面開(kāi)始出現裂紋時(shí)的變形量來(lái)表示，這個(gè)變形量稱(chēng)為臨界變形量。各種鍛壓加工的變形方式不同,表示可鍛性的指標也不同。鐓粗以壓縮率表示,延伸以延伸率或截面縮小率表示，扭轉以扭角表示。 7.淬火變形開(kāi)裂傾向 常規淬火體積變化小，形狀翹曲、畸變輕微，異常變形傾向低。常規淬火開(kāi)裂敏感性低，對淬火溫度及工件形狀不敏感。 8.可磨削性 砂輪相對損耗小，無(wú)燒傷極限磨削用量大，對砂輪質(zhì)量及冷卻條件不敏感，不易發(fā)生磨傷及磨削裂紋。
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