模具鋼硬度測試及標準概述

    模具鋼是模具工業(yè)的主體材料，根據(jù)模具的服役條件、環(huán)境和狀態(tài)的不同，模具鋼應具備不同的特性。在工業(yè)生產(chǎn)中，模具 使用壽命和制成零件的精度、質(zhì)量、外觀性能，除與模具的設計技術、制造精度，以及機床精度和制造操作有關外，正確地選用模具材料和正確地執(zhí)行熱處理工藝也 是至關重要的。資料顯示，模具早期失效因材料選擇不當和材料內(nèi)部缺陷引起的大約點10%左右，而由熱處理不當引起的約占49%硬度是模具材料和成品模具的 重要性能指標。
     模具在工作時的受力狀態(tài)是復雜的，如熱作模具通常是在交變的溫度場下承受交變應力作用，因此它應具有良好的阻止模具轉變成較軟或塑性狀態(tài)的能力，并且在長期工作環(huán)境下仍保持模具的形狀和尺寸精度不變。一般成品模具的硬度，冷作模具常選擇在，熱作模具常選擇在左右。
     耐磨性也是成品模具的重要性能指標。零件成形時金屬和模具型腔表面發(fā)生相對運動，磨損了型腔表面，至使模具的尺寸形狀、精度和表面粗糙度發(fā)生變化而失效。模具的耐磨性是由模具的熱處理，特別是表面熱處理決定的，評估模具耐磨性好壞的主要依據(jù)是硬度。
     模具鋼的硬度測試主要針對三種情況，即模具鋼材料的硬度檢測，經(jīng)過熱處理的半成品模具的檢測硬度及要求高耐磨性的模具表面熱處理后的表面硬度的檢測。供貨 狀態(tài)的模具鋼主要是經(jīng)過鍛造的鋼板、鋼塊或鋼棒，一般以退火狀態(tài)供貨。某些塑料模具鋼還以預硬狀態(tài)（調(diào)質(zhì)處理）供貨，用戶可直接加工成模具而不必進行后續(xù) 熱處理。
     模具鋼按鋼種分類可分為碳素工具鋼、合金工具鋼和高速工具鋼，中國標準對于各種模具鋼都規(guī)定了出廠硬度要求，要求對鋼材的退火硬度和試樣淬火硬度進行檢驗。
     中國標準《碳素工具鋼技術條件》規(guī)定，退火狀態(tài)供貨鋼材，對于各種不同牌號，硬度值應分別小于187-217HBS，試樣淬火硬度大于62HRC。
     中國標準GB/T1299-2000《合金工具鋼》規(guī)定，退火狀態(tài)供貨的鋼材，對于不同的牌號，硬度值應小于某個數(shù)值或在某個硬度區(qū)間內(nèi)，例如：硬度為 197-241HBW硬度為217-269HBWCr5Mo1V硬度≤255HBW。試樣淬火硬度根據(jù)不同的牌號，一般在53-64HRC之間。
     按照標準的要求，出廠狀態(tài)的模具鋼應使用布氏硬度計，測試HBS（鋼球壓頭）或（硬度合金壓頭）硬度，并且只要材料具有足夠的尺寸，應盡量采用力和球的試驗條件。然而模具鋼材料尺寸通常都比較大，無法直接在布氏硬度計上測試，常用的辦法是在鋼材上截取一塊樣品，經(jīng)適當加工之后在布氏硬度計上測試。在少數(shù)要求不高的場合，也有人用簡易便攜式布氏硬度計或錘擊式布氏硬度計測試，但是，這些儀器誤差太大，技術指標中給出的誤差是8%，實際應用中的誤差常常超過10%，只能給出一個粗略的結果。
     近年來，里氏硬度計被廣泛應用，它測試快速，方便，測試值可自動轉換成布氏硬度值，因此得到一定程度的應用。里氏硬度計采用的是動態(tài)硬度測試原理，對材料表面光潔度的要求也很高，使用時應注意處理工件的表面粗糙度。

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