第9章模具钢的冶炼ppt课件.ppt

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1、第9章模具钢的冶炼主讲人：姚春发高工9.1模具钢概况9.1.1模具钢的含义模具钢按照用途，可分为冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢三类。不同类别模具钢的含义如下。1.冷作模具钢的含义在常温下，用于制造金属冷塑性变形、压力成形、冷剪切的模具或刃具用钢，如冷冲剪、冷挤压、剪切、滚压、冷镦锻等所用的模具和刃具用钢，称为冷作模具钢。2.热作模具钢的含义在髙温下（约高于400℃），用于制造金属热塑性变形、热压力成形、热剪切的模具或刃具用钢，如热锻造、热挤压、压力铸造、热剪切等模具或刃具用钢，称为热作模具钢。3.塑料模具钢的含义在腐

2、蚀介质环境中，用于制作塑料制品成型加工使用的模具，称为塑料模具钢。9.1模具钢概况9.1.2模具钢的基本特性1.耐磨性代表模具钢耐磨性能的指标是钢的硬度。模具钢的硬度越高，模具的耐磨性越好。2.强度和韧性模具钢应具有高的屈服强度和冲击韧度。强度和靭性是保持模具在巨大的冲击应力和压应力的联合作用下，不变形、不开裂的重要条件。3.高温抗氧化性能模具钢的抗氧化性能，主要取决于钢中含铬量。随着含铬量增加，钢的抗氧化性能提高，耐氧化温度相应增高。9.1模具钢概况4.疲劳强度模具钢的疲劳强度，主要取决于钢中非金属夹杂物的数量、结构、

3、形态尺寸和分布状况等，同时还受到钢中杂质元素的影响。5.抛光性能模具钢的抛光性能主要取决于钢的纯净度。具体来讲，要求钢中非金属夹杂物的数量少、粒度小、分布均匀。对钢的抛光性能影响较大的是球状氧化物和氧化铝类型的夹杂物。减少这些夹杂物的数量具有重要意义。6.加工性能模具钢要求具备良好的热加工塑性、冷机械加工性能、热处理和焊接工艺性能等，以便于制成形状复杂、精度较髙的各种模具。9.1模具钢概况9.1.3模具钢的化学成分9.2模具钢中合金元素的作用9.2.1冷作模具钢中合金元素的作用1.碳元素的作用碳是冷作模具钢中最重要的核心

4、强化元素，钢中含C0.60%~2.30%(质量分数）。（1）形成碳化物保持钢的耐磨性能碳主要同钢中的Cr、W、V形成具有高熔点、高硬度和稳定的碳化物，通过热处理呈弥散状在基体组织中均匀析出，获得很高的硬度以保持模具钢的高耐磨性能。(2)降低钢的韧性和加工性能碳对冷作模具钢的不利作用是降低钢的塑料和冲击韧度。随着钢中含碳量的升高，钢的塑性、籾性和冷热加工性能下降。9.2模具钢中合金元素的作用2.铬元素的作用冷作模具钢按含铬量分为中碳低铬、髙碳低铬、高碳高铬三种。含铬量（质量分数）低铬小于7.5%髙铬为11%~13%。（1）

5、形成碳化铬，提高钢的耐磨性能（2）提髙钢的淬透性，随着钢中含铬量的增加，冷作模具钢的淬透性提商，显著地改善了钢的热处理工艺性能。3.钒元素的作用冷作模具钢中含钒量（质量分数）为0.10%~2.20%,钒是重要的碳化物形成元素。（1）提高钢的耐磨性能，钒是强碳化物形成元素。（2）细化钢的起始晶粒度，冷作模具钢中，含钒量（质量分数）小于0.50%时，钒在钢中主要以氮化物VN的形式存在。（3）增加耐回火性和析出硬化效果，钢中以VC形式存在的钒，可以提高钢的耐回火性，增大回火后组织和性能的稳定。9.2模具钢中合金元素的作用4.钨

6、元素的作用（1）形成钢回火时二次硬化钨在冷作模具钢中，以同碳、铁形成复合碳化物(W,Fe)6C的形式存在于钢中。（2）改善钢的热处理工艺性能含钨量（质量分数）为0.50%~1.00%时，钨能提高钢的淬透性。（3）使钢中一次碳化物晶粒粗化含钨较高的冷作模具钢，钢液凝固时容易析出粗大的M6C碳化物。粗大碳化物沿晶界分布，降低了钢的髙温塑性，给钢的热加工带来困难。9.2模具钢中合金元素的作用5.钼元素的作用（1）提高淬透性和耐回火性钼与铬、钨元素相似，能提髙冷作模具钢的淬透性，有利于获得性能均勻的模具。另外，钼有利于提高钢的耐

7、回火性。（2）形成碳化物提高耐磨性能钼与钨同属强碳化物形成元素。在冷作模具钢中以M2C、M6C的形式存在，在细化钢的晶粒、钢的二次硬化与提高耐磨性能等方面，起着重要的作用。9.2模具钢中合金元素的作用9.2.2热作模具钢中合金元素的作用1.碳元素在热作模具钢中的作用碳在热作模具钢中的含量（质量分数）为0.35%~0.65%,远低于在冷作模具钢中的含量。（1）提高钢的韧性和强度,。热作模具钢中，碳主要用于同铬、钼、钨、钒、铌等元素形成复合碳化物M6C和M2C、MC,起强化作用。（2）降低钢的高温性能。随着钢中含碳量的增加，

8、碳降低髙温抗氧化性能、高温热稳定性、高温疲劳强度，以及抗热裂纹等性能。9.2模具钢中合金元素的作用2.铬元素在热作模具钢中的作用铬是热作模具钢中重要的合金元素。铬在钢中的含量（质量分数）为0.50%~5.50%(1)提高钢的耐热性能铬在高温下，在模具工作表面形成一层Cr203保护膜，保护金属不继续氧化，抑制高温工件的