模具材料与热处理.ppt

《模具材料与热处理.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、模具钢及其热处理马鹏飞江苏大学机电培训学院2010年7月2日第一章钢的热处理第一节概述第二节退火与正火第三节钢的淬火第四节钢的回火第五节钢的表面淬火与化学热处理7/25/20212江苏大学机电培训学院第一节概述1.热处理：是将金属在固态下加热、保温和冷却，使其内部的组织结构发生变化，以获得所需性能的工艺方法。2.热处理的作用：热处理是机械制造工艺中一个不可缺少的组成部分。它是充分发挥金属材料潜力，改善零件加工工艺性能，提高材料的使用性能，延长零件使用寿命的有效手段。3.热处理的基本过程：包括加热、保温、冷却三个阶段，右图为热处理工艺曲线。7/25/20

2、213江苏大学机电培训学院4.热处理工艺方法热处理普通热处理表面热处理特殊热处理退火正火淬火回火表面淬火化学热处理火焰加热感应加热(高、中、低频)渗碳氮化碳氧共渗其他形变真空其他7/25/20214江苏大学机电培训学院第二节退火和正火退火和正火主要是消除前一道工序(如铸造、锻造、轧制、焊接等)所带来的各种组织和性能上的缺陷，并为后一道工序(如切削加工、热处理)做组织准备，故也称为预备热处理。一、退火：将钢加热到一定温度，保温一定时间，随后缓慢冷却（一般采用随炉冷却的方法）至室温，以获得接近于平衡状态组织的热处理工艺方法。（一）退火的目的1.降低钢的硬度，提高

3、钢的塑性和韧性，以利于切削加工和冷变形加工。2.细化晶粒，均匀组织和成分，改善钢的性能，为以后的热处理做组织准备。3.消除钢中的残余应力，防止变形和开裂。（二）常用的退火方法按照钢的成分和处理目的的不同，常用的退火方法可分为：完全退火、球化退火和去应力退火等。1.完全退火：是将工件加热至完全奥氏体化，随后缓慢冷却，获得接近于平衡状态组织的退火工艺。主要用于共析钢的铸件、锻件、热轧型材和焊接件等。亚共析钢完全退火后的组织为铁素体加珠光体。过共析钢在缓慢冷却时，钢中会析出网状渗碳体，使钢的力学性能和切削加工性能变坏，故不宜采用完全退火。2.球化退火：使钢中碳化物

4、球化而进行的退火称为球化退火。球化退火组织是呈球状小颗粒的碳化物(或渗碳体)均匀地分布在铁素体基体中。可以降低硬度，改善工件的切削加工性，减少淬火时变形和开裂的倾向，淬火回火后能获得细针马氏体加粒状渗碳体，提高工件力学性能。因此，工具钢、轴承钢等锻轧后必须进行球化退火。球化退火的加热温度只略高于Ac1以上20℃～30℃，例如T8～T13钢为750℃～770℃，保温足够时间后缓慢冷却至500℃以下出炉空冷。7/25/20215江苏大学机电培训学院3.去应力退火：为了消除工件因塑性变形加工、焊接、铸造等工艺造成的残余应力而进行的退火称为去应力退火。去应力退火的工

5、艺是：将钢加热到略低于A1的温度（一般为500～600℃），经保温后缓慢冷却即可。在去应力退火中。钢的组织不发生变化，只是消除内应力。4.均匀化退火：均匀化退火也叫扩散退火。目的是为了消除晶内的偏析，使成分均匀。均匀化退火的实质是使合金元素的原子充分扩散，所以均匀化退火的工艺特点足温度高、时间长。如高合金铸件的退火温度可达1100～1250℃，而保温时间可达10～15h。二、正火：是将钢加热到Ac3或Accm以上，进行完全奥氏体化后，然后在空气中冷却，以获得接近于平衡状态组织的热处理工艺方法。从实质上讲，正火是退火的一个特例。两者只是转变的过冷度不同，正火的

6、冷却速度快。正火只适用于碳素钢及低、中合金钢，而不适用于高合金钢。正火的目的：1.细化组织，消除热加工中造成的缺陷，使组织正常化。2.用于低碳钢，可以提高硬度，改善切削加工性能。3.用于中碳钢，代替调质处理，为高频淬火做组织准备，以减少调质淬火时造成的变形，并且大大降低成本。4.用于高碳钢，可消除网状渗碳体，便于球化退火。5.对于性能要求不高时，可作为最终热处理。7/25/20216江苏大学机电培训学院三、退火与正火的选择1.从切削加工方面考虑：一般认为，硬度在170～230HB范围内的钢材，其切削加工性最好。作为预备热处理，低碳钢正火优于退火，而高碳钢正火

7、后硬度过高，必须采用退火。2.从使用性能上考虑：对于亚析钢制的零件，正火处理比退火具有较好的力学性能。如果零件性能要求不高，可用正火作为最终热处理。3.从经济上考虑：正火比退火的生产周期短，成本低，操作方便，应优先采用正火。7/25/20217江苏大学机电培训学院第三节钢的淬火一、淬火的概念及目的1.淬火是将钢加热到Ac3或Ac1以上某一温度，保持一定时间，然后以适当的冷却速度冷却至室温的热处理工艺方法。2.淬火的目的：主要是获得马氏体组织，为回火做组织准备；获得高硬度和耐磨性以及提高弹性和韧性，以达到强化材料的目的；使之具有某些特殊的物理和化学性能，如永磁

8、性、耐蚀性和耐热性等。二、淬火加热温度的选择淬火加热