熱鍛模具、溫鍛模具和冷鍛模具都是在極高的動(dòng)載荷或靜載荷反復(fù)作用下工作,其工作應(yīng)力極高,尤其是冷鍛模具,長期、反復(fù)在模具材料的屈服點(diǎn)附近工作,即在加載瞬時(shí)應(yīng)力急劇升高而卸載時(shí)機(jī)械應(yīng)力消失,其工作環(huán)境十分惡劣。
1.熱鍛模具
熱鍛模具除承受高應(yīng)力的動(dòng)和靜載荷反復(fù)作用外,還承受應(yīng)力的反復(fù)作用,通常熱鍛模具在使用前需要在150℃~400℃預(yù)熱。模鍛時(shí),在沖擊或靜態(tài)高壓作用下與450℃(鋁合金)、950℃(鈦合金)、1160℃(高溫合金)、甚至1230℃(碳素鋼)的熾熱鍛件短時(shí)間密切接觸,模膛溫度急劇升高,取出鍛件后,模膛表面溫度迅速下降;在加載時(shí)瞬時(shí)溫度和應(yīng)力急劇升高而卸載時(shí)機(jī)械應(yīng)力消失,同時(shí)溫度迅速下降至使用(預(yù)熱)溫度,即模具始終在機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷二者同時(shí)脈沖式加載和卸載的環(huán)境條件下工作,其工作環(huán)境十分惡劣。
2.等溫鍛造模具
等溫鍛造模具雖然不存在溫度冷—熱交替的沖擊載荷,但長期在700℃~1100℃的高溫條件下承受脈沖載荷的作用,對模具材料的熱穩(wěn)定性、高溫持久和蠕變性能有很高要求。
3.冷鍛模具
冷鍛模具的工作溫度一般在300℃以下,但工作應(yīng)力極高,長期、反復(fù)在模具材料的屈服點(diǎn)附近工作,對模具材料的抗拉強(qiáng)度和屈服要求極高。
4.溫鍛模具
溫鍛模具的工作環(huán)境介于熱鍛與冷鍛模具之間,瞬時(shí)接觸溫度在600℃~850℃,更接近熱鍛模具;而工作應(yīng)力高于熱鍛模具,更接近冷鍛模具。