金屬型常用的材料有鑄鐵、鑄鋼和銅合金。
(1)鑄鐵鑄鐵是制造金屬型的主要材料,其優(yōu)點是成本低廉,鑄造和機械加工性能好,生產工藝簡單。缺點是導熱性、強度、伸長率較差,特別是在高溫下(425℃以上)的晶粒長大現(xiàn)象,導致力學性能下降,易產生裂紋及燒傷。
在灰鑄鐵中加入一定量的鉻、銅、鉬等合金元素,可提高其性能和使用壽命。任何情況下制作金屬型的灰鑄鐵都不應含有一次滲碳體。
孕育鑄鐵具有較高的力學性能和熱穩(wěn)定性,組織均一性好,同時對鑄件壁厚變化敏感性低。球墨鑄鐵具有良好的耐熱和耐蝕性能,比片狀石墨鑄鐵金屬型產生裂紋的可能性小,蠕墨鑄鐵也是良好的制作金屬型的材料。
(2)鑄鋼用鑄鋼作為金屬型材料,抵抗裂紋能力強,只要金屬型結構合理,其抗翹曲變形的能力比鑄鐵金屬型高。還可用焊接的方法消除缺陷及損傷。但其缺點是機械加工費用大,材料成本高,且容易與鑄造合金熔焊。故一般只適宜于制造形狀簡單的大型鋼鐵鑄件的金屬型。
(3)銅合金銅具有高的熱擴散率,約為0.8m2/S,是適于制造金屬型的材料,但應進行低合金化以降低硬度,改善切削加工性能。銅合金制成的金屬型熱導率高,澆注時散熱快,不易產生粘模現(xiàn)象,且型腔表面易快速達到較高溫度,有瞬間自身預熱的效果,用于生產鑄鐵件時不易形成白口缺陷。銅合金金屬型通常應設計成水冷金屬型,可提高生產率及金屬型使用壽命,降低鑄件成本。