模具失效与维护教学配套课件作者陈志刚3.2

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1、3・2热作模具的选材及热处理根据热作模具的工作条件和失效特点，可以对热作模具材料提出以下几方面性能要求。室温及高温下的硬度，以评价其耐磨性和塑变抗力。(2：室温及高温下的抗拉强度，以评价其静载断裂抗力。(•室温及高温下的冲击韧度，以评价其冲击载荷下的断裂抗力。热疲劳抗力、疲劳裂纹扩展抗力、断裂韧度，以评价其在交变热负荷和交变机械负荷共同作用下的断裂抗力。不同的热作模具又各有不同的工作条件和不同的主要失效形式（见表3・11）,因而它们对模具材料的性能要求也各有侧重。如有些模具着重要求高的热强性和耐磨性，有些模具着重要求热疲劳抗力和断裂抗力等。由此，可将常用的热作模具材料按

2、照其用途、性能、合金化特点等进行大致地分类，如表3・12所示。应该注意，不同模具所用的材料是相互交叉的，并没有严格的界限，选用什么材料主要根据模具的具体情况而定。如大型机锻模的主要失效形式与锤锻模类似，中小型机锻模的主要失效形式与热挤压模类似，它们的选材就分别与锤锻模用钢和热挤压模用钢相交叉。模具种类4失效形式2概率统计（％）Q模具种类口失效形式4概率统计（％2大截面2锤锻模Q磨损+深型槽底角裂纹"70p铝合金卫热挤压模Q断裂*〉5血塑性变形"22磨损卩25〜42燕尾开裂+变形"〜64大截面P磨损+深型槽底角裂纹"80p雕铸錚热疲劳+-95&机锻模"塑性变形"22熔蚀、

3、变形-5卩中小机锻模：热磨损•、压塌-74^热疲劳1>70^（工作温度6航）p热磨损'开裂*少量型腔较深模具心"VVV•铝压铸模Q熔蚀*<5心中小机锻模"热磨损、压塌4>87.5心变形5〜153（工作温度650*0心热磨损、开裂心少量型腔较深模具心热冲裁模"磨扌员卩>80p铜管热挤压模Q压塌Q崩加W22开裂5〜12卩按用途分”按性艇分•、按威分於徊号、高初性.・热模《b低合金热模彻】iCrNiMo.5CrKfriMor5CrNiW”JCrNiTi,5CrlAiMoSiVr4Crlu&iSiMoVr..5Cr2NiMoVSi.3Cr2MoWVNL4Cr5MoSiV.4Cr

4、51uIoSiVl.i（机館模用徊中合金热模彻•・（机銀模用徊）•、高热軽「热核虬4Cr5MoSiV.4Cr5MoSiVb2Cr3Mo3VbIbr3Cr3Mo3W2Vr4Cr3Mo2WLVNb,4Cr3Mo3W4VNbr4Cr3Mo2NiVNb,4Cr5Mo21AiVSL..3Cr2V78V,5Cr41ulo3SilAtVAlr6Cr4Mo3Ni2WV.5Cr4W5Mo2Vr..5Cr4W2强2VSi.・特高热•（軽热模彻•、高合金热模徊•、7W15Cr2A13V2WMo.i时热合金.、谏基合金•、尼莫尼克右.80.90.95.100.、姑矗金紹（堆焊用）D812,D8

5、14.-.硬质合金•、鹤牯硬质合金•、Y（j15.i迴綾硬底金金、GT35.1圧翳模榊料」芮也枷.1热楔卸低合金热模留•、40Crr30CrMtiSL35CrMor5Cr陆Mo”5CrNiMo-.高热極1热模彻、中合金热模徊、4Cr5MoSiVr4Cr5MoSiVb3Cr2V78Ve4Cr5t4o2LfcNSi・4Cr3Mo2WVNbBr.（4Cr3Mo2NiVNbBr2Cr3Mo3VNb.,高时热腔苦热模徊•、高合金热模徊】18Ni250r18Ni300r2CrlOMoSiVWNiN.3Cr3Mo3Co3V.-.时热合金二鳖矗金•金.1AnTAloyll50（附90%

6、・齡4%・陀4%,TZM（M^O993%・陥0.08%,叭0.5%・PftO.03%）高导热.1舎金、銅齢金•、烙爲験銅（Wt.0.4%・炉由.15%・映0.05%・城余•.牝J礎质合金•、鹤诂硬质合金•・BK30（芬）13・2.1锤锻模材料及热处理3・2.1.1对锤锻模材料的性能要求根据锤锻模的工作条件和失效特点，它所用的材料应具备以下主要性能。高的冲击韧度和断裂韧度。材料在室温下的吐值应不低于30J/cm2,最好高于50J/cm2,在300〜650°C温度下，要求乩M70j/cm2,以保证它在冲击载荷作用下有高的断裂抗力。为了延缓热疲劳裂纹的扩展，材料还应具有高的断

7、裂韧度。高的回火稳定性和高温强度。材料淬火后经640°CX4h回火，要求硬度M35HRC,且在650°C温度下，要求屈服强度".2M400MP瓦，以防止模具早期塑性变形和磨损，并提高其使用寿命。高的热疲劳抗力，导热性好，热膨胀系数小，以推迟热疲劳裂纹的产生。高的淬透性，能使尺寸很大的锤锻模在整个截面上性能均匀一致。3・2・1・2锤锻模用钢锤锻模最危险的失效形式是断裂，为了保证其韧性,模具材料主要是采用中碳、多元低合金的热模钢。其中最常用的传统钢种是5CrNiMo和5CrMnMo,后来新开发的钢种有5CrNiW>5CrNiTi>5CrMnM