项目十冷作模具材料 模具材料与热处理课件

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1、项目十冷作模具材料任务目录任务一冷作模具材料的性能要求与成分、热处理特点任务二冷作模具材料与热处理任务三冷作模具的选材任务一冷作模具材料的性能要求与成分、热处理特点学习目标了解冷作模具材料的使用性能要求。了解冷作模具材料的工艺性能要求。掌握模具材料的成分特点和热处理特点。具有根据模具材料的性能要求解决实际问题的能力。实践项目了解冷作模具的服役条件，分组讨论冷作模具材料应具有的性能，冷作模具材料成分特点和热处理方法。相关知识冷作模具材料的性能要求根据模具的设计、加工制造过程和使用过程，对模具材料有两方面的性能要求，一是冷作模具材料应具有的使用性能，二是冷作模具材料应具有的工艺性能。冷作模具材

2、料应具有的使用性能（结合模具的服役过程服役条件讲）冷作模具材料应具有良好的耐磨性、较高的强度、足够的韧性、良好的抗疲劳性能、良好的抗咬合能力。冷作模具材料的工艺性能要求（结合模具零部件的加工过程讲）具有良好的锻造性能、良好的切削加工性、良好的磨削加工性能、好的热处理工艺性冷作模具材料的成分特点含碳量：它是影响冷作模具钢性能的决定性因素。一般，随着含碳量的增加，钢的硬度、强度和耐磨性提高，塑性、韧性变差。对于高耐磨的冷作模具钢碳的质量分数一般控制在0.7％~2.3％，以获得高碳马氏体，并形成一定量的碳化物；对于需要抗冲击的高强韧性冷作模具，其钢材的碳的质量分数一般控制在0.5％~0.7％，以

3、保证模具获得足够的韧性。合金化的特点：加入强碳化物形成元素，获得足够数量的合金碳化物，并增加钢的淬透性和回火稳定性，以达到耐磨性和强韧性的要求。具体加入的元素主要有Mn、Si、Cr、Mo、W、V、Co、Ni等，它们大部分能提高钢的淬透性，强化基体，提高硬度和耐磨性以及回火稳定性，其中强碳化物和中强碳化物形成元素的加入会产生二次硬化现象，还可以细化晶粒，显著提高钢的耐磨性和强韧性；硅能显著提高变形抗力及冲击疲劳抗力；也可提高抗氧化性和耐腐蚀性。镍既能提高钢的韧性，含量较高时，可显著提高钢的耐蚀性。冷作模具材料的热处理特点和低合金刃具钢类似，毛坯锻压后的预备热处理采用球化退火，最终热处理采用淬

4、火+低温回火。当然，具体的热处理工艺的选用主要根据模具的性能要求和服役条件确定。任务二冷作模具材料与热处理学习目标了解冷作模具材料的分类。掌握各种冷作模具钢的特性和应用。了解国内销售的进口冷作模具钢的情况简介。了解各种典型冷作模具的选材原则及常选用的材料。具有辨别各种冷作模具材料的基本性能和用途的能力。实践项目通过对冷作模具材料的了解，解释下列图的变化规律。相关知识冷作模具钢及热处理冷作模具钢按化学成分、工艺性能、力学性能及应用场合可以分为如表10-1所示的几类。碳素工具钢与热处理1、碳素工具钢特性及用途碳素工具钢中碳的质量分数在0.7%~1.3%范围内，当钢中含碳量在0.6%以上时，随着

5、含碳量的增加，淬火硬度缓慢的增加。对于不同有效厚度的模具可选有不同的含碳量来满足其性能的要求。碳素工具钢在退火状态下硬度较低，有较好的切削加工性能，通过热处理可以获得较高的硬度，具有一定的耐磨性，但淬透性差、淬火变形大、耐磨性不高。因此碳素工具钢适宜制造尺寸较小、形状简单、负荷较轻，生产批量不大的冷作模具，其中T10A钢是性能较好，应用最广的代表性钢种，常用来制作小型边模，落料模以及小型拉深模具。2、碳素工具钢的热处理碳素工具钢在毛坯锻造后进行等温球化退火，最终热处理为淬火+低温回火。低合金冷作模具钢与热处理1、低合金冷作模具钢的特性及用途低合金冷作模具钢又称为油淬冷作模具钢，它是在碳素工

6、具钢的基础上加入少量的合金元素发展而来的。通常加入的合金元素有Cr、Mn、Si、W、V等。其主要作用是提高淬透性，减小淬火变形开裂倾向，形成特殊碳化物，细化晶粒，提高回火稳定性。因此这类钢的强韧性，耐磨性，热硬性都比碳素工具钢高，使用寿命也较碳素工具钢长。因此碳素工具钢不能胜任的模具，可考虑用油淬冷作模具钢来制作。2、典型的低合金冷作模具钢9CrWMn钢和CrWMn的特性及应用9CrWMn钢是低合金冷作模具钢，具有一定的淬透性和耐磨性，淬火变形小，碳化物细小均匀。主要用于碳素工具钢不能满足要求的截面较大，形状较复杂、淬火变形小的模具零件。CrWMn钢是9CrWMn钢的改进型，提高了C、Cr

7、、W的含量，具有更高的淬透性，淬火变形小，耐磨性、热硬性、强韧性均优于碳素工具钢，是使用较为广泛的冷作模具钢。主要用于制造要求变形小，形状较复杂的轻载冲裁模，轻载拉延、弯曲、翻边模等。9Mn2V钢的特性及应用9Mn2V钢是一种比碳素工具钢具有更好综合力学性能和工艺性能的低合金模具钢，是合金工具钢中惟一不含Ni、Cr元素的经济型钢种。该钢碳化物细小均匀，冷加工工艺性都较好，但淬透性，淬硬性，耐回火性，强度稍低于CrWMn钢