模具制造技术 教学课件 张信群 王雁彬 第六章　模具材料和热处理技术.ppt

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1、第6章模具材料和热处理技术模具材料概述6.1冷作模具材料及热处理6.2热作模具材料及热处理6.3模具表面硬化处理技术6.5塑料模具材料及热处理6.46.1模具材料概述模具材料的种类很多，通常按照模具钢种类进行分类，模具钢分为冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢、玻璃模具钢和压铸模具钢。其他模具材料包括：铸铁、有色金属及合金、硬质合金、钢结硬质合金及非金属材料。（1）硬度（2）强度（3）耐磨性（4）韧性6.1.1模具材料的一般性能要求1．使用性能（1）热加工工艺性能（2）冷加工工艺性能（3）淬硬性和淬透性（4）淬火温度和热处理变形（5）脱碳敏感性2．工艺性能①使用性能

2、足够。②工艺性能良好。③供应上能保证。④经济性合理。6.1.2模具选材的一般原则6.1.3模具材料的分类①由于压力加工工艺迅速发展，新工艺不断出现，对模具材料的性能要求也越来越高。②模具热处理新技术，特别是表面强化处理工艺发展很快，在模具中广泛应用。③根据生产发展需要和本国资源情况，模具钢号不断筛选精简、补充更新。④当前模具材料以工具钢为主，也使用高强度结构钢、粉末冶金材料、有色金属和塑料等。6.1.4模具材料的发展趋势6.2冷作模具材料及热处理冷作模具是在常温下对材料进行压力加工或其他加工所使用的模具。在模具制造中，目前应用最多的冷作模具材料是冷作模具钢和硬质合

3、金。制造模具的材料特性、热处理方式或工艺等是模具制造的重要环节。根据制造和使用要求合理地选择冷作模具材料则更重要。冲裁模的正常失效形式主要是磨损，经过一段时间的使用，刃口会逐渐变得圆钝。当磨损到一定程度，冲裁件则产生毛刺而影响制件质量。冲裁模具用钢的主要性能要求应满足高硬度和高耐磨性；应具有足够的抗压和抗弯强度，同时应具有适当的韧性。6.2.1冷作模具材料的使用性能要求1．冲裁模具钢性能的要求冷镦模的主要失效形式是：凸、凹模工作表面的磨损擦伤、凸模折断、凹模开裂、凸模镦粗而凹模模口胀大和棱角堆塌等。鉴于冷镦模的工作条件恶劣，首先要求其要有足够的硬度。在通常情况下，

4、凸模的硬度为60～62HRC，凹模的硬度为58～60HRC。2．冷礅模具钢性能的要求成型模具的主要失效形式是磨损，而拉拔模具除了严重的磨损以外，还会产生胶合现象。拉拔模的性能要求主要是具有较高的耐磨性，凸模硬度一般要求是58～62HRC，凹模硬度要求是62～64HRC，并且还要求具有良好的抗咬合性。成型模具的耐磨性要求比较低，通常凸模的硬度为54～58HRC，凹模的硬度为56～60HRC，但要求韧性较高。3．冷拔模具与成型模具钢性能的要求冷作模具钢的热处理技术要求具有如下特点。①淬透性和淬硬性。②耐回火性。③过热敏感性。④氧化脱碳倾向。⑤淬火变形和开裂倾向。6.2

5、.2冷作模具钢的分类、性能和热处理（1）低淬透性冷作模具钢的性能低淬透性冷作模具钢的特点是含合金元素少，回火抗力低，淬透性低，硬化层浅，因而其承载能力低。这类钢的主要用途是各种中、小批量生产的冷冲模，以及需要在薄壳硬化状态使用的整体式冷镦模、冲剪工具。1．低淬透性冷作模具钢及热处理（2）低淬透性冷作模具钢的种类低淬透性冷作模具钢包括T7A、T8A、T12A、T10A、8MnSi、Cr2、9Cr2、Cr06、GCr15、CrW5。（3）低淬透性冷作模具钢的实例例1：T10A钢例2：Cr2钢（1）低变形冷作模具钢的性能低变形冷作模具钢的基本优点是具有较好的淬硬性（61

6、～64HRC）和淬透性，60～120mm工件能于油或硝盐中淬硬，淬火操作简便，淬裂、变形倾向低，并易于控制。低变形冷作模具钢经淬火和低温回火后含有8%～15%的残余奥氏体和5%～10%的碳化物。残余奥氏体在250℃左右回火后分解，使体积膨胀，并加剧低温回火脆性。2．低变形冷作模具钢及热处理（2）低变形冷作模具钢的种类包括CrWMn、9Mn2V、9CrWMn、9Mn2、MnCrWV、SiMnMo。（3）低变形冷作模具钢的实例例1：CrWMn钢例2：9Mn2V钢（1）高耐磨微变形冷作模具钢的性能高耐磨微变形冷作模具钢的特点是具有高淬透性、微变形、高耐磨性、高热稳定性

7、、高的抗压强度（仅次于高速钢），是制造冷冲裁模、冷镦模、螺纹搓丝板的主要材料，这种钢的消耗量在冷作模具钢中居于首位。3．高耐磨微变形冷作模具钢及热处理（2）高耐磨微变形冷作模具钢的种类包括Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1、Cr5Mo1V、Cr4W2MoV、Cr12Mn2SiWMoV、Cr6WV、Cr6W3Mo2.5V2.5。（3）高耐磨微变形冷作模具钢的实例例1：Cr12钢例2：Cr12MoV钢（1）高强度高耐磨冷作模具钢的性能高强度高耐磨冷作模具钢的具有高强度、高抗压性、高耐磨性和高热稳定性等特点，主要用于制造重负荷冲头，如冷挤压黑色金属的凸模，冷镦

8、冲头，中厚