模具材料通关指南

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1、一、模具材料分类冷作模具钢铸铁模具钢热作模具钢其他模具材料非铁金属及合金塑料模具钢硬质、钢结硬质合金非金属材料二、模具材料的主要性能指标1、强度：表征材料变形抗力和断裂抗力的性能指标冷作模具材料的变形抗力指标是：σ0.2或σs热作模具材料的变形抗力指标是：高温强度冷作模具的断裂抗力指标是：σb、σbb、抗压σ0.2和K1C影响强度的主要因素有：钢的化学成分，金相组织，内应力状态2、硬度：衡量材料软硬程度的性能指标。热硬性：指模具材料在高温条件下保持高硬度的能力。模具对硬度的要求一般是：冷作模具为：52~60HRC热作模具为：40~52HRC因为硬度实际上反映了材料的综合力学性能，

2、所以模具的性能要求在图样上只用硬度标注。影响硬度和热硬性的因素主要有：钢的化学成分，热处理工艺，表面处理工艺3、耐磨性：表征材料抗磨损的性能。评价耐磨性指标：磨损量或相对磨损量磨损形式主要有：磨料磨损，粘着磨损，氧化磨损，疲劳磨损。影响磨损的因素有：化学成分，组织状态，力学性能，润滑条件4、韧性：指材料在冲击载荷作用下抵抗脆断的能力。评介指标：冲击韧度ak、静弯曲挠度影响因素：钢的成分、组织和冶金质量例如：碳含量越低、杂质越少，钢的韧性越高；细晶粒组织、M板、B下、S回都具有高的韧性。5、耐热性：表征模具材料在较高温度条件下仍能保持正常工作的能力。评价指标：高温热稳定性、抗氧化性

3、高温热稳定性常以材料在600~700℃时的屈服强度表示。影响因素：再结晶温度回火稳定性6、耐蚀性含有氯、氟的被加工材料对模具型腔具有一定的腐蚀性。合金化和表面处理是提高耐蚀性的主要方法。三、模具的失效形式及分析模具工作部分损坏而不能修复，称为失效。模具的失效形式：冷冲压模具过量塑性变形而失效，热锻模塌陷、磨损失效，冷镦冲头磨损、折断失效2、模具失效分析模具失效分析的步骤：生产现场调查，模具用材和制造工艺调查，对模具进行失效分析模具失效原因主要产生在制造过程：结构设计不当，材料选择和质量问题，毛坯锻造不良机械加工缺陷，热处理不当，装配精度不高例：冷冲压冲头的失效分析R处断裂：冲击疲

4、劳造成D处磨损超差：表面硬度不足造成改进措施：增加R处的过渡圆角D处采用表面强化处理第二节影响模具寿命的主要因素一、模具结构设计对模具寿命的影响1、模腔结构的影响：组合式优于整体式，塔形锻造凹模式，栓冷镦凹模a)为整体式，易于开裂。b)为组合式，不易开裂，寿命长。2、模腔过渡圆角半径R的影响：金属入口处的形状和内圆角半径R对模具寿命影响很大，增大圆角半径R，可提高模具寿命。根据经验：r=(2~3.5)R适宜冷挤压凹模几何形状及尺寸对模具寿命的影响：3、模具工作部位角度的影响反挤压凸模结构与寿命：a)、b)凸模顶部设有斜角，所受单位挤压力小，模具寿命较c)显著提高。模锻斜角β及圆角

5、半径对应力的影响：模锻斜角β越大，圆角半径越大，底部所受最大比较应力越小。二、模具制造质量对模具寿命的影响零件加工精度高，模具受力状态合理，模具寿命高。Ra低，磨损小，产生裂纹的倾向小，模具寿命高。硬度均匀，耐磨性、抗疲劳性好，模具寿命高。装配精度高，模具寿命高。三、模具材料对模具寿命的影响模具材料种类：同一模具使用不同的模具材料，模具寿命不同。零件硬度：不同工作条件的模具，硬度要求不同，并非硬度越高模具的寿命越长。冶金质量：冶金缺陷多，材质均匀性差，纯净度低，模具寿命短。新材料：积极使用新材料可以提高模具寿命。四、热处理质量与表面强化对模具寿命的影响正确的预先热处理规范对提高模

6、具寿命起着很大作用。采用先进的强韧化方法（淬火+回火）可以提高模具的寿命。表面强化处理可以大幅度提高模具寿命。五、模具的使用对模具寿命的影响1、锻压设备的精度、刚度差，将加速模具的磨损。2、被加工材料性质不符合要求，对模具寿命产生影响。3、模具的安装与使用条件。体现在安装精度、润滑油选择、冷却措施的合理性。4、模具的操作规程及维护。主要体现在模具使用过程中的后续处理，中途保温、中间去应力回火。5、入库防锈、及时刃磨对模具寿命都产生影响。第二章冷作模具材料第一节冷作模具对材料性能的要求一、使用性能要求：冷作模具的受载形式：拉伸、弯曲、压缩，冲击、疲劳、摩擦冷作模具的失效形式：磨损、

7、开裂，断裂、变形、咬合、使用性能的基本要求：模具硬度应高于工件的30%~50%，模具组织应为M回或B下加细小碳化物，良好的耐磨性，高强度σS、σ压应满足模具受载要求，足够的韧性（受冲击载荷大、易受偏心弯曲的模具），良好的抗疲劳性：σ-1应满足模具的要求，良好的抗咬合性能：取决于润滑条件和成形材料的性质二、工艺性能要求：热锻变形抗力低、塑性好，锻造温度范围宽，锻裂、冷裂及碳化物析出倾向小，锻造性，切削力小、切削用量大，刀具磨损小、加工表面光洁，切削加工性，对砂轮质量及冷却条件不敏感