模具材料与热处理

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1、绪论0.1模具工业的作用与地位0.2模具材料应用、发展概况及展望0.3本课程的性质及要求0.1模具工业的作用与地位模具是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通信等产品中，60%～80%的零部件都依靠模具成型，模具质量的高低决定着产品质量的高低，所有工业产品莫不依赖模具才得以规模生产、快速扩张，因此，模具工业被称为“百业之母”，被欧美等发达国家誉为“磁力工业”。现代模具行业是技术、资金密集型的行业。0.2模具材料应用、发展概况及展望1.国外模具材料发展现状主要有以下几个特点:(1)研制出先进的各种类型的冷、热作模具钢，

2、并有较完整的系列。(2)塑料模具钢高速发展并系列化。(3)模具钢的品种、规格迅速向多样化、精料化、制品化方向发展。(4)模具钢性能高级化。(5)研究和开发新型模具材料。2.我国模具材料生产现状及展望(1)钢种系列化程度低(2)钢种产品结构不合理(3)模具钢冶金质量低、成材率低(4)模具新材料宣传和推广力度不够0.3本课程的性质及要求本课程是以物理、化学、机械基础、机械制造工艺为基础的一门学科。学习时应该经常联系有关课程以加深理解。同时本课程又是模具制造专业的重要基础课程，与热加工、冷加工工艺联系紧密，学习过程中要融会贯通、牢固掌握。本课程还是

3、一门实践性很强的课程，与生产实践联系十分密切。因此建议在学习过程中，应该安排学生参观一些模具制造厂家和模具使用厂家，以增加感性知识。本课程是模具制造专业的主要专业课程。学习本课程的目的是使学生了解现代模具制造业的发展状况和趋势，熟悉模具制造的一般工艺性问题。掌握各类模具材料的分类、特性和强化方法及使用范围。重点掌握模具的质量、寿命、成本与模具钢的选材及热处理之间的关系，学会正确选用模具钢及其热处理方法。模具材料与热处理第1章材料的种类与金属材料的性能第2章材料的结构与组织第3章材料的变形第4章钢的热处理第5章模具材料概述第6章冷作模具钢及其热

4、处理第7章热作模具钢及其热处理第8章塑料模具钢及其热处理第9章模具加工件材料概述第10章模具失效第11章模具材料的标准及选用第12章模具热处理的缺陷及防止措施第1章材料的种类与金属材料的性能1．1材料的种类1．1．1什么是材料1．1．2材料是如何分类的1．2金属材料的性能1．2．1物理性能1．2．2化学性能1．2．3力学性能1．2．4工艺性能什么是材料？材料是人类生产和生活所必须的物质基础。材料是人类进化的里程碑。由于材料的重要性，历史学家根据人类所使用的材料来划分时代。•石器时代•青铜器时代•铁器时代1.1材料的种类1.材料的分类方法2材料

5、的结合键金属材料制品：不锈钢制品、齿轮组、变速齿轮、钻头、铣刀、铜条轧轮、轧棍。传统陶瓷又称普通陶瓷，是以天然材料(如黏土、石英、长石等)为原料的陶瓷，主要用作建筑材料使用。特种陶瓷又称精细陶瓷，是以人工合成材料为原料的陶瓷，常用作工程上的耐热、耐蚀、耐磨零件。高分子材料在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等制造工业和化学、交通运输、航空航天等工业中被广泛应用。综上所述，根据结合键可将材料分为四类:金属材料主要以金属键结合，其强韧性好，塑性变形能力强，导电、导热性好，为主要的工程材料。高分子材料以分子键和共价键结合，耐蚀性、绝缘性好，密度小，

6、加工成型性好，强度不高、硬度较低，耐热性较差。陶瓷材料以离子键、共价键结合，熔点高，硬度高，耐热，耐磨，脆性大，难以加工。复合材料可由多种结合键组成，强韧性好，比强度、比刚度高，抗疲劳性好。1.2金属材料的性能1.2.1物理性能1.密度和熔点:(1)密度;(2)熔点2.热学性能:(1)导热性;(2)比热容;(3)热膨胀系数3.电学性能:(1)导电性;(2)介电常数与介电强度;(3)铁电性能;(4)超导电性4.磁学性能:(1)磁导率;(2)矫顽力1.2.3力学性能1.强度(1)拉伸试样:拉伸试样的形状有圆形和矩形两类。在国家标准(GB/T228

7、—2002)《金属材料室温拉伸试验方法》中，对试样的形状、尺寸及加工要求均有明确的规定。图1-5所示为圆形拉伸试样。(2)力-伸长曲线:拉伸试验中得出的拉伸力与伸长量的关系曲线叫做力伸长曲线。在拉伸试验中具有屈服现象的金属材料称为塑性材料，而工程上使用的金属材料，大多数没有明显的屈服现象，这类金属材料称为脆性材料。有些脆性材料，不仅没有屈服现象，而且也不产生缩颈。(3)强度指标:屈服点和抗拉强度①屈服点:试样在拉伸过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长(变形)时的应力称为屈服点，其计算公式为σs=Fs/S0（1-3）式中σs——屈服点，MPa

8、;Fs——试样屈服时的载荷，N;S0——试样原始横截面面积，mm2。对于无明显屈服现象的金属材料，按GB/T228—2002规定可用规定残余伸长应力σ0.2表示。σ