最新模具材料与热处理教学课件ppt作者吴光明分析PPT课件.ppt

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1、模具材料与热处理教学课件ppt作者吴光明分析第一节　模具钢的分类与牌号一、模具钢的分类模具钢的品种很多，按模具类别的不同可分为冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢以及其他模具钢；按材料的类别可分为钢铁材料、非铁金属材料和非金属材料。通常先按用途将模具钢分为三大类，再按其合金元素与特点分成小类，如图1-1所示。二、模具钢的牌号表示方法模具钢主要是碳钢和合金钢。我国碳钢与合金钢的牌号表示方法是用钢的碳的质量分数及所含合金元素的种类和质量分数来表示的，其具体表示方法如下：1.碳素钢用作模具的碳素钢主要有优质碳素结构钢和碳素工具钢。优质碳

2、素结构钢的牌号表示方法为：用两位数字表示钢中平均碳的质量分数，以万分之几计。当钢中锰的质量分数较高(0.70％～1.20％)时，在钢号后面加“Mn”。2.合金结构钢合金结构钢的牌号表示方法为：“两位数字＋化学元素符号＋数字＋…”。3.合金工具钢合金工具钢的牌号表示方法为：“一位数字(或没有数字)＋化学元素符号＋数字＋…”，其合金元素含量的表示方法与合金结构钢相同，只是碳的质量分数的表示方法不同。3.热处理工艺性能为了使模具获得优良的力学性能，满足使用条件，模具都须进行热处理，其热处理工艺性能的好坏对模具的质量有较大影响。在模具失

3、效的案例中，热处理不当造成的失效占40％左右。(1)淬透性与淬硬性(2)耐回火性　(3)过热敏感性　(4)淬火变形与开裂倾向性第三节　模具钢热处理的基本常识模具钢的热处理工艺是指模具钢在加热、冷却过程中，根据组织转变规律确定的具体热处理加热、保温和冷却的工艺参数。根据加热、冷却方式及获得组织和性能的不同，热处理工艺可分为常规热处理和表面热处理(表面淬火和化学热处理等)等。模具钢的常规热处理主要包括退火、正火、淬火和回火。一、退火退火一般是指将模具钢加热到临界温度以上，保温一定时间，然后使其缓冷至室温，获得接近于平衡状态组织的热处理工

4、艺，其组织为铁素体基体上分布着碳化物。退火的目的是消除钢中的应力，降低模具材料的硬度，使材料成分均匀，改善组织，为后续工序(机加工、冷加工成形、最终热处理等)做准备。1.完全退火完全退火是将模具钢加热到临界温度以上，保温足够的时间，然后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。其目的是为了降低硬度、均匀组织、消除内应力和热加工缺陷、改善可加工性和冷塑性变形性能，为后续热处理或冷加工做准备。2.等温退火等温退火是将钢加热到临界温度以上，保温足够的时间，使其完成组织转变,然后从炉中取出空冷的热处理工艺。等温退火的特点是可以缩短退火时

5、间，最适合用于合金工具钢和高合金工具钢模具，有利于获得更为均匀的组织和性能。等温退火缩短了退火时间，在实际生产中应用广泛。3.球化退火球化退火是模具钢中应用最普遍的退火工艺，实际上是不完全退火的一种。球化退火主要应用于共析钢、过共析钢和合金工具钢，其目的是降低硬度、改善可加工性以及获得均匀的组织，改善热处理工艺性能，为以后的淬火做组织准备。二、正火正火是将模具钢加热到临界温度以上的适当温度，保温一定时间，然后在空气中自然冷却的一种热处理工艺。正火与完全退火相比，加热温度基本相同，但正火的冷却速度较快，转变温度较低。正火的冷却方式通常

6、是将工件从炉中取出，放在空气中自然冷却，对于大件也可采用鼓风或喷雾等方法冷却。三、淬火淬火是模具钢或模具零件强化的主要手段,是将钢加热到临界点以上一定温度，保温一定时间，在水、盐水或油中急剧冷却的一种热处理工艺。淬火的目的是提高钢的硬度和耐磨性。淬火工艺的关键是要控制加热速度、淬火温度、保温时间以及冷却速度。淬火工艺有两个概念，应注意区别，其一是淬硬性，即经淬火后能达到的最高硬度，主要取决于钢中的含碳量；其二是淬透性，即在淬火时获得淬硬层深度的能力，淬硬层越深，其淬透性越好。1.淬火温度淬火加热温度的选择应以得到均匀细小的晶粒为原则

7、，主要根据钢的临界点来确定。表1-1为常用模具钢的相变点及淬火加热温度。另外，淬火温度还应考虑模具的形状尺寸等因素。2.淬火时间淬火加热时间通常将工件升温和保温所需的时间计算在一起，而统称为加热时间。影响加热时间的因素很多，如加热介质、钢的成分、炉温、工件的形状及尺寸、装炉方式及装炉量等。淬火加热时间参见有关热处理手册。3.淬火介质淬火时的冷却速度必须大于临界冷却速度。但是，冷却速度过大又会使工件内应力增加，产生变形或开裂。工件淬火冷却时要使其得到合理的淬火冷却速度，必须选择适当的淬火介质。淬火介质的种类很多，常用的有水、NaCl(

8、5%～10%)水溶液、NaOH(10%～50%)水溶液以及各种矿物油等。模具淬火可以在水、油或空气中进行。四、回火回火是淬火工艺的后续工序，是将淬火后的钢加热到临界温度以下的某一温度(根据回火后的组织和性能要求而定)，充分保温后，以适