模具材料及熱處理

1、常見模具材料及熱處理常見模具材料及熱處理 鋼的熱處理根據(jù)加熱和冷卻方法不同,大致分為: 1.普通熱處理(通常稱為四把火即退火,正火,淬火,回火.也是最常用的熱處理方法) 2.表面熱處理(如火焰表面淬火、高頻表面加熱淬火和電解液表面加熱淬火). 3.特殊熱處理（可控氣氛熱處理、真空熱處理和形變熱處理）.9 熱處理熱處理熱處理特殊熱處理表面熱處理普通熱處理正火淬火回火退火火焰表面處理高頻表面加熱淬火可控氣氛熱處理真空熱處理形變熱處理1擴(kuò)散退火、2完全退火 3不完全退火、4等溫退火、 5 球化退火、6去應(yīng)力退火。1單液淬火、2雙液淬火、3分級(jí)淬火、4等溫淬火。1低溫回火、2中溫回火、3高溫回火。淬火

2、+高溫回火=調(diào)質(zhì)模具鋼常用的是低溫回火和高溫回火 3.2模具材料的基本性能要求模具材料的基本性能要求 對(duì)各類模具鋼提出的性能要求主要包括硬度、強(qiáng)度、塑性和韌性。3.2.1常規(guī)力學(xué)性能要求 3.2.1.1硬度硬度金屬的硬度，是指鋼對(duì)變形 和接觸應(yīng)力的抗力。實(shí)際常使用的硬度試驗(yàn)方法有：布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度三種。（1）洛氏硬度（）洛氏硬度（HR）。這是常用的一種硬度測(cè)量方法，有三種刻度即）。這是常用的一種硬度測(cè)量方法，有三種刻度即HRC、HRA、HRB。其其中中洛氏硬度HRB的測(cè)量采用直徑1.588mm(1/16)的鋼球，適用于退火鋼、有色金屬等，硬度有效范圍是25-100（相當(dāng)于HB60-

3、230)。（2）布氏硬度（）布氏硬度（HB）。）。布氏硬度是材料每單位面積所受的力。方法是用載荷為P的力把直接D的鋼球壓入金屬表面，并保持一定的時(shí)間，測(cè)量金屬表面上的壓痕直徑d，據(jù)此查表或計(jì)算出的壓痕面積AB，求出每單位面積所受的力。布氏硬度的使用上限是HB450，適用于測(cè)定退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼、鑄鐵及有色金屬的硬度。也是一種常用的方法。（3）維氏硬度維氏硬度（HV）。維氏硬度也是利用壓痕面積上單位應(yīng)力作為硬度值計(jì)量。維氏硬度所使用的壓頭是錐面夾角為136的金剛石四方錐體。試驗(yàn)時(shí)，在載荷P的作用下，在試樣試驗(yàn)面上壓出一個(gè)正方形壓痕。測(cè)量壓痕兩對(duì)角線的平均長(zhǎng)度d，借以計(jì)算壓痕面積AV，以P/AV的

4、數(shù)值表示試樣的硬度，以HV表示。維氏硬度的優(yōu)缺點(diǎn)：維氏硬度有一個(gè)連續(xù)一致的標(biāo)度；試驗(yàn)負(fù)荷可任意選擇，所得的硬度值相同。試驗(yàn)時(shí)加載的壓力小，壓入深度淺，對(duì)工件損傷小。特別適用于測(cè)量零件的表面淬硬層及經(jīng)過(guò)表面化學(xué)處理的硬度，精度比布氏、洛氏硬度精確。但是維氏硬度的試驗(yàn)操作較麻煩，一般在生產(chǎn)上很少使用，多用于實(shí)驗(yàn)室及科研方面。三種硬度大致有如下的關(guān)系：三種硬度大致有如下的關(guān)系：HRC(1/10)HB,HVHB（當(dāng)硬度小于（當(dāng)硬度小于400HB時(shí)）。時(shí)）。3.2.1.2強(qiáng)度強(qiáng)度強(qiáng)度是指金屬材料在靜荷作用下抵抗破壞（過(guò)量塑性變形或斷裂）的性能。由于載荷的作用方式有拉伸、壓縮、彎曲、剪切等形式，所以強(qiáng)度也

5、分為抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等。各種強(qiáng)度間常有一定的聯(lián)系，使用中一般較多以抗拉強(qiáng)度作為最基本的強(qiáng)度指針。 3.2.1.3塑性塑性塑性是指金屬材料在載荷作用下，產(chǎn)生塑性變形（永久變形）而不破壞的能力。通常 用斷面面收縮率（以或Z表示）和斷后伸長(zhǎng)率（以或A表示）這兩個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量。3.2.1.4韌性韌性以很大速度作用于機(jī)件上的載荷稱為沖擊載荷，金屬在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力叫做沖擊韌性。材料的韌性越高，脆斷的危險(xiǎn)性越小，熱疲勞強(qiáng)度也越高。3.2.23.2.2特殊性能要求特殊性能要求對(duì)熱作模具除要求室溫及高溫條件下的硬度、強(qiáng)度、韌性外，還要求具有某些特殊性能如熱穩(wěn)定性、回火穩(wěn)定性、熱

6、疲勞抗力及斷裂韌性、高溫磨損與抗氧化性能、耐磨性能、斷裂抗力、抗咬合能力及抗軟化能力。 3.3模具常用鋼及其化學(xué)成分模具常用鋼及其化學(xué)成分根據(jù)用途一般模具 材料可分為三大類：塑料模具鋼、冷作模具（主要有冷沖壓、冷擠壓模具等）鋼和熱作模具 （主要有壓鑄模具等）鋼。3.3.1塑料模具常用鋼及化學(xué)成分3.3.1.1低碳低合金鋼3.3.1.2碳素結(jié)構(gòu)鋼3.3.1.3調(diào)質(zhì)預(yù)硬鋼及易切削預(yù)硬鋼3.3.1.4合金工具鋼3.3.1.5時(shí)效硬化鋼3.3.1.6耐蝕塑料模具鋼3.3.2沖壓模具常用鋼及其化學(xué)成分3.3.2.1碳素工具鋼3.3.2.2高碳低合金鋼3.3.2.3高耐磨模具 鋼3.3.2.4高韌性模具鋼

7、3.3.2.5其他類型模具鋼3.3.3壓鑄模具常用鋼及其化學(xué)成分3.3.3.1分類3.3.3.2國(guó)外壓鑄模具鋼3.4模具常用鋼的熱處理規(guī)范模具常用鋼的熱處理規(guī)范 三大類：塑料模具鋼、冷沖壓鋼、壓鑄模具鋼的熱處理規(guī)范。三大類：塑料模具鋼、冷作模具鋼、熱作模具鋼8Cr2MnWMoV簡(jiǎn)稱8Cr2S5CrNiMnMoVSCa簡(jiǎn)稱5NiSCa一些易切削預(yù)硬塑料模具鋼化學(xué)成分熱壓鑄模模具鋼熱壓鑄模模具鋼4Cr3Mo2MnVNbB（Y4）鋼）鋼鍛造工藝規(guī)范鍛造工藝規(guī)范3模具材料及熱處理模具材料及熱處理熱處理特殊熱處理表面熱處理普通熱處理正火淬火回火退火火焰表面處理高頻表面加熱淬火可控氣氛熱處理真空熱處理形變熱處理1擴(kuò)散退火、2完全退火 3不完全退火、4等溫退火、 5 球化退火、6去應(yīng)力退火。1單液淬火、2雙液淬火、3分級(jí)淬火、4等溫淬火。1低溫回火、2中溫回火、3高溫回火。淬火+高溫回火=調(diào)質(zhì)模具鋼常用的是低溫回火和高溫回火 模具材