模具材料的选用与热处理 教学课件 作者 陈叶娣 任务二 单元三.ppt

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1、单元三热作模具表面处理知识回顾︼︻什么叫热硬性？什么叫热疲劳现象？常用的国内热作模具钢有哪些？常用的进口模具钢有哪些？热作模具的性能要求有哪些？工作任务︼︻1.合理安排图2-2所示的高压开关触头座的热挤压模具的表面处理方法。2.合理安排图2-4所示的铝合金接线盒的压铸模具的表面处理方法。要完成本单元任务，需掌握以下知识：1．热作模具钢的一般热处理工艺。2．模具钢的其他热处理工艺。学习要点︼︻由冶金厂供应的钢材，特别是大截面钢材，虽然已经过轧制和退火，但在钢中仍存在着许多纤维组织，使其性能呈现方向性。为

2、消除轧材组织方向性，使其性能尽可能地均匀，并获得所需要的尺寸，必须进行充分锻造，即交替进行拔长、镦粗，至少两到三次。模块经改锻后，为消除应力，降低硬度，细化晶粒，改善组织和切削加工性能，必须进行适当的预备处理，并为最终处理作好组织准备。模块的预备处理可采用完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火等预备热处理。一般低合金锻模钢采用完全退火进行预备处理，如5CrNiMo、5CrMnMo、4SiMnMoV等锻模钢。要点讨论与分析︼︻问题讨论：热作模具钢常用热处理方法有哪些？锻造与退火对模膛尺寸精度要求较高的

3、锻模，可采用退火后再行进一次调质处理的方法作为预备处理。模块由于原材料成分、偏析、变形程度的不一致，在个别情况下，碳化物网状、链状沿晶界分布，以致影响使用性能，可以对模块进行正火来改善碳化物的分布和尺寸大小。要点讨论与分析︼︻问题讨论：热作模具钢常用热处理方法有哪些？1、模具热处理设备的选用。热作模具钢的淬火处理因此对于中、小型模块多选用具有保护功能的加热设备。如盐浴炉、可控气氛炉、真空炉等，对于小型精密模具最好选用真空加热淬火炉；对于大型模具坯料的淬火加热，一般采用箱式电阻炉或井式电阻炉，此时应采取

4、防氧化和脱碳的措施，在模腔表面涂防氧化、脱碳涂料，可以起到保护作用，而用渗碳剂、木炭、铸铁屑及中性介质的装箱保护也很实用。问题讨论：热作模具钢常用热处理方法有哪些？要点讨论与分析︼︻2．模具钢的淬火加热、预热参数的选用。为避免模坯在加热过程中产生过大的热应力，宜低温装炉经充分预热后，再以800C/h的速度升到加热温度。常用锻钢的预热、加热淬火工艺参数见表2-20。要点讨论与分析︼︻问题讨论：热作模具钢常用热处理方法有哪些？3．淬火冷却方法（1）预冷，目的在于降低温度，减少热应力和变形，避免开裂。模具出

5、炉后应在空气中或保护气氛中进行预冷，预冷温度应控制在Ar3附近。推荐的预冷温度见表2-21。（2）油冷淬火，锻模一般采用10号、20号机械油或其它物理性能的油冷却。冷却槽中应装有循环冷却系统，并最好设置机械搅拌装置，已利于模膛的冷却。锻模的出油温度应控制在2000C左右（控制锻模出油后表面达到冒烟程度），出油后继续在空气中冷却，以完成马氏体转变。表2-22为锻模在油中冷却的参考时间。随着冷却槽冷却能力的不同，模具在油中冷却时间会有所差异。要点讨论与分析︼︻问题讨论：热作模具钢常用热处理方法有哪些？热作

6、模具钢的回火处理无论热作模具钢采用哪种冷却方法淬火，淬火后的模具均应及时、充分回火，其间隔时间不得超过2h，锻模一般采用两次以上回火，第二次回火比第一次回火低20~300C。为降低回火脆性，宜采用油冷，并补充一次低温回火，以消除回火油冷后的残余应力。回火温度应根据模具的使用硬度来确定。常用锻模钢的回火工艺参数见表2-24。锻模钢的硬度与回火温度的关系见表2-25。要点讨论与分析︼︻问题讨论：热作模具钢常用热处理方法有哪些？模具的表面化学热处理化学热处理能有效地提高模具表面的耐磨性、耐蚀性、抗咬合、抗氧

7、化性等性能。几乎所有的化学热处理工艺均可用于模具钢的表面处理。要点讨论与分析︼︻问题讨论：热作模具钢常用热处理方法有哪些？1.渗碳(2)气体渗碳(3)液体渗碳(1)固体渗碳2.渗氮渗氮也称氮化，是在一定温度下(一般在Ac1以下)将活性氮原子渗入模具表面的化学热处理工艺。渗氮后模具的变形小，具有比渗碳更高的硬度，可以增加其耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗蚀性及抗高温软化性等。渗氮工艺有气体渗氮、离子渗氮。要点讨论与分析︼︻问题讨论：热作模具钢常用热处理方法有哪些？（3）碳氮共渗碳氮共渗是在渗碳和渗氮的基础

8、上发展起来的一种化学热处理方法。它是将碳原子和氮原子同时渗入钢件表面的过程。(4)氮碳共渗氮碳共渗工艺源于原西德，是在液体渗氮基础上发展起来的。早期氮碳共渗是在含氮化物的盐浴中进行的。由于处理温度低，一般为500～600℃，过程以渗氮为主，渗碳为辅，所以又称为“软氮化”。要点讨论与分析︼︻问题讨论：热作模具钢常用热处理方法有哪些？3.渗硼渗硼是继渗碳、氮之后发展起来的一项重要、实用的化学热处理工艺技术，是提高钢件表面耐磨性的有效方法。将工件置于能产生活性