最新常用模具材料及热处理.幻灯片.ppt

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1、常用模具材料及热处理.§1常用模具材料模具材料主要是满足特定要求的钢材。也有一些其它类型的材料。钢：炭钢（普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢）合金钢（合金结构钢、合金工具钢、不锈钢）牌号普通碳素结构钢的牌号用其屈服强度表示，即“Q×××”。如Q235（相当于旧牌号A3）。优质碳素结构钢的牌号用其平均含碳量的万分率表示，如20钢、45钢、40钢等。碳素工具钢的牌号用其平均含碳量的千分率表示，如T8、T10(A)。·9Mn2V钢：（冲裁模、弯曲模）钒（V）的加入能显著细化晶粒和提高韧性。锰的含量一般控制在<2％。·9SiCr钢：（搓丝板、滚丝模）250°C回火时有回火脆性

2、。较高的淬硬性和较好的回火稳定性。淬透性优于9Mn2V。·GCr15钢：常用的轴承钢，具有较高的淬透性和耐磨性。铬的加入有利于提高淬透性、细化碳化物并使其分布均匀。5CrMnMO钢：（弯曲热态模、切边模）5CrNiMo中碳低合金钢，典型热作模具钢。强度高，韧性好。淬透性好，抗回火性好，导热性和耐热疲劳性好，耐磨性好。⑵高合金工具钢：·Cr12型钢：包括Cr12和Cr12MoV高碳高合金钢、工具钢、莱氏体钢淬透性高、淬火硬度极高、热变形小。Cr12钢的含碳量较Cr12MoV高，碳化物多但分布不均匀性严重。Cr12钢的强度和韧性比Cr12MoV低。D2钢是近年用来替代Cr12Mo

3、V钢的新钢种。D2钢的碳化物数量增多颗粒较细。CCrWV3Cr2W8V0.3-0.4％2.2-2.7％7.5-9％0.2-0.5％H130.38％C1.0％Si5.3％Cr1.3％Mo0.9％·3Cr2W8V钢和H13钢（4Cr5MoV1Si）、H11钢（4Cr5MoVSi）钨系低碳高合金钢。H13钢除强度略低于3Cr2W8V钢外，其它力学性能均优于3Cr2W8V钢，是其替代钢种。较好的氮化性能。较小的热膨胀系数，较好的耐磨性和红硬性，良好的导热性。热处理变形小、但高温韧性差。·3Cr3MoW2V钢：代号HM1适合于急冷急热条件下工作。·5Cr4W5Mo2V钢：代号RM2·4

4、Cr3Mo3W4VNb钢：代号GR高温性能良好，热作模具钢。·8Cr2MnWMoVS钢：适用于精密塑料模。空冷微变形，易切削。调质状态硬度HRC40-50。调质后切削即可直接适用，不存在热处理变形。·7CrSiMnMoV钢：高强度和韧性好，焊接性能好。适合于制造结构形状复杂的模具零件。⑶高速钢钨系高速钢（W18Cr4V）钼系高速钢（W6Mo5Cr4V2钢）在高温（600°C）下仍保持高强度、高硬度、高耐磨性和好的韧性。钢中含碳量为0.7-0.9％，合金元素含量超过15％，属莱氏体钢。高淬透性，空冷即可淬硬。高速钢含有大量粗大碳化物，且分布不均匀，不能用热处理方法消除之。必须反

5、复十字镦拔以打碎粗大碳化物，并使其分布均匀。需经多次回火，从而使大量残余奥氏体大部分转为马氏体，并使马氏体析出弥散碳化物。（300°C左右为回火脆性区）⑷硬质合金和钢结硬质合金①硬质合金以难熔的金属碳化物（WC、TiC等）作硬质相，以铁族金属（Co或Ni）为粘结相，用粉末冶金方法生产的一种多相组合材料。钨钴（YG）：强度、韧性较高，多用于制造模具。钨钴钛（YT）：较高的红硬性和抗氧性。万能硬质合金（YW）：高强度、高硬度。（成分、性能可见P244表4-2）②钢结硬质合金以合金钢为基本，金属碳化物（TiCiWC）作硬质相，用粉末冶金方法生产的一种新型模具材料。它是在具有一定强度

6、和硬度的合金钢基体上，弥散分布许多细小硬质颗粒。特点：ⅰ.具有钢的可锻性、可机加工性、可热处理等性能，热处理变形极小。ⅱ.淬火后具有硬质合金的硬度和刚性。两大类:ⅰ.碳化钛（TiC）作硬质相；ⅱ.碳化钨（WC）作硬质相。许多性能因基体（粘结剂）种类不同而不同可作硬质合金基体的有铬钼钢、不锈钢、高速钢等。（性能和一般化学成分见P245表A-3和表A-4）二.模具钢材的选用模具钢材的选用及其锻造或热处理是模具制造技术中的关键之一。对提高模具质量和延长模具寿命有很大的影响。选用模具材料时，需要综合考虑模具的工作条件、性能要求、形状和尺寸、结构特点等。对模具材料的性能要求有时会遇到矛

7、盾，则需适当取舍、协调平衡解决。1.模具材料的一般要求包括力学性能、高温性能、表面性能、工艺性能、经济性等。力学性能：硬度、强度、韧性高温性能：高温强度、抗氧化性、耐热疲劳性、回火稳定性、热膨胀系数小表面性能：耐磨性、耐蚀性工艺性能：切削加工性、电加工性、抛光性、可锻性、淬透性、热处理性能、可焊性经济性：资源条件、市场供应情况、价格各种模具工作条件不同，对材料性能要求也就各有差异。如：冷冲压模：高强度、高硬度。冷挤压模：高强度（抗压、断裂、疲劳强度）、高韧性、高硬度。热锻模：高温强度、硬度、耐蚀性、高温