模具材料与热处理 教学课件 作者 吴光明 第三章.ppt

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1、第三章主编2.大型拉深凹模的热处理图2-3　大型拉深凹模的外形尺寸1—凸模　2—凸模压板座　3—凸模压料板　4—凹模　5—凹模座　6—退料柱　7—工件如图2-3所示为大型拉深凹模的外形尺寸，它装在200t的摩擦压力机上，将3mm厚平钢板一次拉深成内径ϕ314mm、内高283mm的球面罐。该模具的主要失效形式是凹模模面及R处的磨损。因此，要求模具有较高的强度和良好的耐磨性。2.大型拉深凹模的热处理图2-4　QT500-7制拉深凹模的热处理工艺该模具曾采用Cr12钢制作，热处理后硬度为60HRC，但在拉深时发现有粘料现象。后改用牌号为QT500-7的铸态高强度球墨铸铁制作，经双

2、介质淬火和分级等温处理(工艺见图2-4)后，硬度达到54～58HRC，使用寿命可达10～16万件.3.综合实例表2-20　冷作模具选材、强韧化处理与使用寿命关系3.综合实例表2-20　冷作模具选材、强韧化处理与使用寿命关系3.综合实例表2-20　冷作模具选材、强韧化处理与使用寿命关系第一节　常用热作模具钢的性能要求与分类一、热作模具钢的性能要求为了满足热作模具钢的使用要求，热作模具钢应具备下列基本特性：1)较高的高温强度和良好的韧性。热作模具尤其是热锻模，工作时会承受很大的冲击力，而且冲击频率很高，如果热作模具钢没有高的强度和良好的韧性，就容易开裂。2)良好的耐磨性。

3、由于热作模具工作时除受到毛坯变形时产生的摩擦磨损之外，还受到高温氧化腐蚀和氧化铁屑的研磨，所以需要热作模具钢有较高的硬度和抗粘附性。3)高的热稳定性。热稳定性是指钢材在高温下可长时间保持其常温力学性能的能力。7)良好的成形加工工艺性能，以满足加工成形的需要。第一节　常用热作模具钢的性能要求与分类4)优良的耐热疲劳性。热作模具的工作特点是反复受热受冷，模具一时受热膨胀，一时又冷却收缩，形成很大的热应力，而且这种热应力是方向相反、交替产生的。5)高淬透性。热作模具一般尺寸比较大，热锻模尤其是这样。为了使整个模具截面的力学性能均匀，就要求热作模具钢有高的淬透性。6)良好的导热

4、性。为了使模具不致积热过多，导致力学性能下降，要尽可能降低模面温度，减小模具内部的温差，这就要求热作模具钢要有良好的导热性。7)良好的成形加工工艺性能，以满足加工成形的需要。二、热作模具钢的分类表3-1　热作模具钢的分类第二节　常用热作模具钢的选材一、热作模具钢的选材原则热作模具是指对加热到一定温度以上的金属材料进行压力加工的模具。根据工作条件，热作模具可分为热锻模、热挤压模、热冲裁模和压铸模等。热作模具在工作中既受力的作用又受温度的作用，从而使模具的工作条件复杂化，对模具材料的要求也较高。为了满足热作模具的使用要求，有效地降低模具成本，延长模具使用寿命，热作模具材料应具

5、备下列基本特性：1)较高的高温强度和良好的韧性。2)良好的耐磨性。3)优良的耐热疲劳性。4)高的淬透性和热稳定性。5)良好的导热性。6)良好的可加工性，以满足模具加工成形的需要。二、热作模具材料的选材方法1.热锻模材料的选用选择热锻模材料和确定其工作硬度时，主要根据热锻模的种类、大小、模具形状复杂程度、生产批量及受力受热等情况来确定。表3-2列举了几种典型的热锻模具钢，以供选材时参考。2.热挤压模材料的选用热挤压模材料首先是根据被挤压金属的种类及挤压温度来确定，其次是考虑挤压比、挤压速度和润滑条件等因素，以提高模具的使用寿命。表3-3列举了热挤压模材料以

6、供参考。由于热挤压模的工作条件非常恶劣，每使用一次后，模具必须立即进行冷却才能继续工作，而模具的冷却需要一定时间，所以通常两组或三组模具交替轮换使用，以保证生产连续运行。2.热挤压模材料的选用表3-2　热锻模材料的选用2.热挤压模材料的选用表3-3　热挤压模材料的选用3.热冲裁模材料的选用在热作模具中，热冲裁模的工作温度较低，因此对材料的性能要求也相对放宽，除了模具应具有的高耐磨性、良好的强韧性及可加工性外，一般热作模具钢均能满足热冲裁模的工作条件要求。所以在选材时，可着重考虑材料的经济性和生产管理上的方便，推荐使用的钢号有5Cr06NiMo、4Cr5MoSiV、4Cr5

7、MoSiV1和8Cr3等，其中8Cr3钢是使用较多的钢，具体选用实例见表3-4。4.压铸模材料的选用目前常用的压铸模金属材料主要有：锌合金、铝或镁合金、铜合金和钢铁等四大类，它们的熔点、压铸温度、模具工作温度和硬度要求都各不相同。4.压铸模材料的选用表3-4　热冲裁模材料的选用表3-5　压铸模成形部分零件的材料选用第三节　热作模具钢的热处理一、高韧性热作模具钢锻模是锻造时使坯料成形所用的模具，包括热锻模、锤锻模、压力机锻模、热镦锻模、精锻模和高速锻模等，其中锤锻模最有代表性。高韧性热作模具钢主要用于各种尺寸的