模具材料与热处理 教学课件 作者 许炳鑫 主编 第五章　模具的选材及热处理工艺.ppt

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1、第五章第五章　模具的选材及热处理工艺第一节　冷作模具的选材及热处理工艺第二节　热作模具的选材及热处理工艺第三节　塑料模具的选材及热处理工艺第一节　冷作模具的选材及热处理工艺一、冷作模具的选材1.冷作模具的选材原则　影响模具使用寿命的长短及模具成本的多少，取决于模具材料的选择。2.冷作模具的选材(1)冷冲裁模材料的选材原则和方法　①首先考虑模具的寿命长短。第一节　冷作模具的选材及热处理工艺1)薄板冲裁模：形状简单、尺寸小、批量小，选用T10A；形状较复杂、批量小，选用9Mn2V、CrWMn、8Cr2Si、Cr5

2、Mo1V；形状复杂、批量大，选用Cr12、Cr12MoV、D2、W6Mo5、Cr4V2；冲制强度高、变形抗力大的板材，选用Cr12、D2、Cr4W2MoV、GD、GM、ER5。2)厚板冲裁模：批量较小，选用T8A、W6Mo5Cr4V2、012Al、6W6、Cr12MoV、D2、CG-2、LD、GM、ER5。3)剪切刀：剪薄板的厚剪刀选用T10A、T12A、9SiCr、CrWMn、5CrW2Si。第一节　冷作模具的选材及热处理工艺(2)冷挤压模材料的选用　冷挤压模包括正挤压、反挤压、复合挤压三种。(3)拉深模材

3、料的选用　拉深模主要用于板材的冷拉深成形。(4)冷镦模材料的选用　冷镦模具有生产效率高、节能、节材，使零件的强度、精度提高，比较适用大批量自动化生产的特点，用于紧固件、滚动轴承、滚子链条及汽车零件的加工。第一节　冷作模具的选材及热处理工艺1)一般载荷冷镦模用钢：主要用于不复杂、变形量不太大、冷镦速度也不很高的冷镦件生产，所生产的冷镦件为低碳钢或中、低碳钢零件。2)重载冷镦模用钢：用于生产变形量较大、形状较复杂的冷镦件要求用强度较高的合金钢或中、高碳钢制造。(5)弯曲模材料的选用　小件弯曲、卷边、成形用模具、承

4、受负荷较小，无论加工铝合金、铜合金或钢，均可选用45、T10A、GD钢；中件弯曲、卷边、成形用模具，承受负荷较大、摩擦较剧烈、小批量生产可选用低熔点合金、锌基合金；生产批量较大时，宜选用GWMn、6W6钢。第一节　冷作模具的选材及热处理工艺(6)拉丝模材料的选用　对于拉丝模，可选用T10A、T10A、6W6钢制作拉铝、铜合金细丝用模具；可选用Cr12、Cr12Mo1V1、ER5、GM钢及硬质合金制作拉非铁金属的粗棒或钢丝用模具。二、冷作模具钢的热处理工艺及应用举例1)为减少热处理变形，对于位置公差和尺寸公差要

5、求严格的模具，常在机加工之后安排高温回火或调质处理。第一节　冷作模具的选材及热处理工艺2)由于线切割加工破坏了淬硬层，增加了淬硬层脆性和变形开裂的危险；因此，线切割加工之前的淬、回火，常采用分级淬火或多次回火和高温回火，使淬火应力处于最低状态，避免模具线切割时变形、开裂。3)为使线切割模具尺寸相对稳定，并使淬硬层组织有所改善，工件经线切割后应及时进行再回火，回火温度不高于淬火后的回火温度。1.冷作模具的制造工艺路线第一节　冷作模具的选材及热处理工艺(1)一般成形冷作模具　一般成形冷作模具的制造工艺路线：锻造→

6、球化退火→机械加工成形→淬火与回火→钳修装配。(2)成形磨削及电加工冷作模具　成形磨削及电加工冷作模具的制造工艺路线：锻造→球化退火→机械粗加工→淬火与回火→精加工成形(凸模成形磨削，凹模电加工)→钳修装配。(3)复杂冷作模具　复杂冷作模具的制造工艺路线：锻造→球化退火→机械粗加工→高温回火或调质→机械加工成型→钳工修配。第一节　冷作模具的选材及热处理工艺2.冷作模具的淬火　淬火是冷作模具的最终热处理中最重要的操作，合理选择淬火加热温度，保温时间，淬火介质及采用合适的淬火加热方法，都会有效地提高模具的使用性能

7、。3.冷作模具钢的强韧化处理工艺　冷作模具钢的强韧化处理工艺主要包括：低淬低回、高淬高回、微细化处理、等温和分级淬火等。(1)冷作模具钢的低温淬火工艺　所谓低温淬火是指低于该钢的传统淬火温度进行的淬火操作。第一节　冷作模具的选材及热处理工艺(2)冷作模具钢的高温淬火工艺　对于一些低淬透性的冷作模具钢，为了提高淬硬层厚度，常常采用提高淬火温度的方法。(3)冷作模具钢的微细化处理　微细化处理包括钢中基体组织的细化和碳化物的细化两个方面。1)四步热处理法：第一步，采用高温奥氏体化，然后淬火或等温淬火。2)循环超细化

8、处理法：将冷作模具钢以较快速度加热到Ac1或Accm以上的温度，经短时停留后立即淬火冷却，如此循环多次。第一节　冷作模具的选材及热处理工艺(4)冷作模具钢的分级淬火和等温淬火　分级淬火和等温淬火不仅可以减少模具的变形和开裂，而且是提高冷作模具强韧性的重要方法。(5)其他强韧化处理方法　除了上述方法以外，还有形变热处理、喷液淬火、快速加热淬火、消除链状碳化物组织的预处理工艺、片状珠光体组织预处理工艺等