模具材料及熱處理

1、如文檔對您有幫助，歡迎下載支持，謝謝!模具材料及熱處理來自：模具網(wǎng)時間：2008-2-15 15:58:47瀏覽：叵231次編輯：星華模具材料及熱處理1金屬組織1.1 金屬具有不透明、金屬光澤良好的導熱和導電性并且其導電能力隨溫度的增高而減小，富有延性和展性等特性的物質(zhì)。金屬內(nèi)部原子具有規(guī)律性排列的固體（即晶體）。1.2 合金由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬組成，具有金屬特性的物質(zhì)。相：合金中成份、結構、性能相同的組成部分。1.3 固溶體是一個（或幾個）組元的原子（化合物）溶入另一個組元的晶格中，而仍保持另一組元的晶格類型的固態(tài) 金屬晶體，固溶體分間隙固溶體和置換固溶體兩種。1.4 固溶強化

2、由于溶質(zhì)原子進入溶劑晶格的間隙或結點，使晶格發(fā)生畸變，使固溶體硬度和強度升高，這種現(xiàn)象叫固溶 強化現(xiàn)象。1.5 化合物合金組元間發(fā)生化合作用，生成一種具有金屬性能的新的晶體固態(tài)結構。1.6 機械混合物由兩種晶體結構而組成的合金組成物，雖然是兩面種晶體，卻是一種組成成分，具有獨立的機械性能。2金屬硬度2.1 硬度金屬的硬度，是指金屬表面局部體積內(nèi)抵抗外物壓入而引起的塑性變形的抗力，硬度越高表明金屬抵抗塑 性變形的能力越強，金屬產(chǎn)生塑性變形越困難。硬度試驗方法簡單易行，又無損于零件。實際常使用的硬 度試驗方法有：布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度三種。三種硬度試驗值有大致的換算關系，見表一。布氏硬度HB

3、布氏硬度是用載荷為P的力把直接D的鋼球壓入金屬表面，并保持一定的時間，測量金屬 表面上的壓痕直徑d,據(jù)此計算出的壓痕面積AB,求出每單位面積所受力，用作金屬的硬度值，叫布氏硬 度，記作HB布氏硬度的使用上限是HB450適用于測定退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼、鑄鐵及有色金屬的硬度。2.1.1 洛氏硬度HRAHRC洛氏硬度是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的硬度測量的方法，因為操作簡便、迅速，可以直接讀出硬度值，不損傷工件表面，可測量的硬度范圍較寬。但洛氏硬度也有一些缺點，如因壓痕小，對材料有偏析 及組織不均勻的情況，測量結果分離度大，再現(xiàn)性較差。洛氏硬度（HR）也是用壓痕的方式試驗硬度。它是用測量凹陷深度來表示硬度值。洛

4、氏硬度試驗用的壓頭分硬質(zhì)和軟質(zhì)兩種。 硬質(zhì)壓頭為頂角為1200的金剛石圓錐體，使用于淬火鋼等硬的材料。HRA硬度有效范圍是70,適用于 硬質(zhì)合金、表面淬火層及滲碳層;HRC硬度有效范圍是20-68 （相當于HB230-700,HB450-700超出了布 氏硬度的使用上限），適用于淬火鋼及調(diào)質(zhì)鋼。2.1.2 洛氏硬度HRB洛氏硬度HRB勺測量采用直徑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 （相當于 HB60-230）。2.1.3 維氏硬度HV維氏硬度也是利用壓痕面積上單位應力作為硬度值計量。維氏硬度所使用的壓頭是錐面夾角為1360

5、的金 剛石四方錐體。試驗時，在載荷P的作用下，在試樣試驗面上壓出一個正方形壓痕。測量壓痕兩對角線 的平均長度“借以計算壓痕面積AV,以P/AV的數(shù)值表示試樣的硬度，以HV表示。維氏硬度的優(yōu)缺 點：維氏硬度有一個連續(xù)一致的標度；試驗負荷可任意選擇，所得的硬度值相同。試驗時加載的壓力小， 壓入深度淺，對工件損傷小。特別適用于測量零件的表面淬硬層及經(jīng)過表面化學處理的硬度，精度比布 氏、洛氏硬度精確。但是維氏硬度的試驗操作較麻煩，一般在生產(chǎn)上很少使用，多用于實驗室及科研方 面。2.1.4 硬度值對照表：硬度值對照表布氏硬度洛68硬度維氏9硬度布氏硬度洛氏硬度維氏硬度HB6IRCHJBIHRCH2567

6、.090038841.841076766.488037540.439675765.986036339.138374565.384035237.937273364.792034136.636072264.090033135.535071063.378032134.333969862.576031133.132868461.874030232.131968261.773729330.930967061.072028529.930165660.170027728.829265360.069726927.628464759.769026226.627663859.268025525.426963058

7、.867024824.226162758.766724122.825362058.366023521.724760157.364022920.524157856.061522323455.660721722855554.759121222254.057920721853453.556920121252.555319720751452.154719220251.653918729651.153018319249551.052817918850.351617418347749.650817017848.849516717546148.549116317147.247415616344447.147

8、214915642945.74551431503 .金屬材料機械性能（或稱為力學性能）金屬材料的機械性能是零件的設計和選材時的主要依據(jù)。外加載荷性質(zhì)不同（例如拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、沖 擊、循環(huán)載荷等），對金屬材料要求的機械性能也將不同。常用的機械性能包括：強度、塑性、彈性、剛 度、硬度、沖擊韌性、多次沖擊抗力和疲勞極限等。下面將分別討論各種機械性能。3.1強度強度是指金屬材料在靜荷作用下抵抗破壞（過量塑性變形或斷裂）的性能。由于載荷的作用方式有拉伸、 壓縮、彎曲、剪切等形式，所以強度也分為抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度、抗剪強度等。各種強度間常 有一定的聯(lián)系，使用中一般較多以抗拉強度作為最基本的強度

9、指針。3.2 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。3.3 疲勞前面所討論的強度、塑性、硬度都是金屬在靜載荷作用下的機械性能指針。實際上，許多機器 零件都是在循環(huán)載荷下工作的，在這種條件下零件會產(chǎn)生疲勞。沖擊韌性以很大速度作用于機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。3.4 彈性金屬材料在外力作用下產(chǎn)生不永久變形的能力稱為彈性。3.5 剛度剛度是指金屬材料抵抗彈性變形的能力。在工程應用中絕大多數(shù)零件都在彈性狀態(tài)下工作，工 作過程中不允許有過多的彈性變形。因此，對材料的剛度都有一定的要求。4鋼的分類鋼是以鐵、碳為主要成分的合

10、金，它的含碳量一般小于2.11%。鋼是經(jīng)濟建設中極為重要的金屬材料。按化學成分，分為碳素鋼（簡稱碳鋼）與合金鋼 兩大類。碳鋼是由生鐵冶煉獲得的合金，除鐵、碳為其主要成分外，還含有少量的鎰、硅、硫、磷等雜 質(zhì)。碳鋼具有一定的機械性能，又有良好的工藝性能，且價格低廉。因此，碳鋼獲得了廣泛的應用。但隨 著現(xiàn)代工業(yè)與科學技術的迅速發(fā)展，碳鋼的性能已不能完全滿足需要，于是人們研制了各種合金鋼。合 金鋼是在碳鋼基礎上，有目的地加入某些元素（稱為合金元素）而得到的多元合金。與碳鋼比，合金鋼的 性能有顯著的提高，故應用日益廣泛。由于鋼材品種繁多，為了便于生產(chǎn)、保管、選用與研究，必須對鋼 材加以分類。按鋼材的用

11、途、化學成分、質(zhì)量的不同，可將鋼分為許多類：1.1 按用途分類按鋼材的用途可分為結構鋼、工具鋼、特殊性能鋼三大類。1.1.1 結構鋼用作各種機器零件的鋼，包括滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼及滾動軸承鋼。用作工程結構的 鋼，包括碳素鋼中的甲、乙、特類鋼及普通低合金鋼。1.1.2 工具鋼 用來制造各種工具的鋼。根據(jù)工具用途不同可分為刃具鋼、模具鋼與量具鋼。1.1.3 特殊性能鋼是具有特殊物理化學性能的鋼。可分為不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、磁鋼等。1.2 按化學成分分類按鋼材的化學成分可分為碳素鋼和合金鋼兩大類。1.2.1 碳素鋼按含碳量又可分為低碳鋼（含碳量w 025%）；中碳鋼（0.25%丫含碳量丫0.6%

12、）；高碳鋼（含碳量0.6%）。合金鋼按合金元素含量又可分為低合金鋼（合金元素總含量w 5% ;中合金鋼（合金元素總含量5%-10% ；高合 金鋼（合金元素總含量10%。此外，根據(jù)鋼中所含主要合金元素種類不同，也可分為鎰鋼、銘鋼、銘鏢 鋼、銘鎰鈦鋼等。1.3 按質(zhì)量分類按鋼材中有害雜質(zhì)磷、硫的含量可分為普通鋼（含磷量w 0.045%含硫量w 0.055%;或磷、硫含量均w 0.050%）;優(yōu)質(zhì)鋼（磷、硫含量均w 0.040%）;高級優(yōu)質(zhì)鋼（含磷量w 0.035%含硫量w 0.030%）。1.4 按冶煉爐的種類將鋼分為平爐鋼（酸性平爐、堿性平爐），空氣轉(zhuǎn)爐鋼（酸性轉(zhuǎn)爐、堿性轉(zhuǎn)爐、氧氣 頂吹轉(zhuǎn)爐鋼）

13、與電爐鋼。1.5 按冶煉時脫氧程度將鋼分為沸騰鋼（脫氧不完全），鎮(zhèn)靜鋼（脫氧比較完全）及半鎮(zhèn)靜鋼。鋼廠在 給鋼的產(chǎn)品命名時，往往將用途、成分、質(zhì)量這三種分類方法結合起來。如將鋼稱為普通碳素結構鋼、優(yōu) 質(zhì)碳素結構鋼、碳素工具鋼、高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼、合金結構鋼、合金工具鋼等。5 .模具零件及其材料模具由模架和模芯及相關配件組成，模架和配件由專業(yè)的廠家按常用的系列規(guī)格做好供選擇，模具工廠一般只做模芯加工和裝配。模具的各種不同主 要是在模芯，針對不同形狀的產(chǎn)品，模具設計人員把模芯設計成各種形式，如：點進料、直進料、潛進 料、滑塊、抽芯、直頂出、推板頂出、二次頂出、熱流道、氣體輔助等，其目的是為了能按產(chǎn)

14、品設計要求 成型和方便完整地脫出模具，同時也要考慮到模芯在加工時的易加工性及模具使用的壽命。模具各部分 用的鋼材各有不同，模架一般用中碳鋼45#或50#，配件用高碳鋼加熱處理，模芯的鋼材用成分較復雜的合金鋼，有預硬鋼和熱處理鋼及鏡面鋼等，其不同的國家用的牌號各不相同，女 : NAK80 718、SKD61 （日本）P20 H13 （美國）2344、2738 （德國）S136 8407 （瑞士）等?，F(xiàn)在通常說模具質(zhì)量的好壞，主要區(qū)別在模芯的加工精密程度和模具的反復使用壽命，這 又很大程度上依 靠精密的加工設備和合理的模具結構設計，當然模具的制造周期也是一個 很重要的考慮因素，模具制造的 周期因模

15、芯的復雜性由30天到90天不等（在中國），歐洲有的要120天到180天。德國在模具上現(xiàn)有的優(yōu)勢在設備精密、鋼材的優(yōu)良，不足是勞動力成本高，制造周期長，中國的優(yōu)勢在勞 動力成本低，制造周期短，不足是設備不夠精良，加工精密度相對較低。5.1 模具標準件材料模具標準件材料主要有SKD61 SKD61-F CH13 SKS3 SKH51 FDAC SUJ2 （以上土勻為日本 JIS標準）5.2模具成型件材料NAK80 718、SKD61 （日本）P20 Hl3 （美國）2344、2738 （德國）S136 8407 （瑞士）等。6 .國內(nèi)外模具鋼材生產(chǎn)情況6.1 國產(chǎn)模具鋼材介紹：國產(chǎn)塑料模具鋼類別牌

16、號中國美國日本瑞典德國用途塑料模具鋼B302738用于制造生產(chǎn)批量小，模具載面積不大，尺 精度及表面粗糙度要求不圖的塑料成形模具 模架B20501050S50CC50451045S48CC45451045S45CC45B610SM140CrG5140 nSCr44 n高級 鏡面 模具 鋼3-4Cr13420S-1362083用于制造PVC等腐蝕性較強的塑料模具，塑膠及拋光性要求較高的塑料膜。3Cr2MoP2040CrMo74鋼的純度高，具有良好的切削加工性能，制 工模具精度圖，永不變形。較圖的強韌性， 合做大型復雜模具。P4410P20tNiPDS5S7182738類r中國美國日本瑞典國產(chǎn)冷作

17、模具鋼德國用途別牌 a冷 作 模 具 /、鋼T7A-T12AWi-7Wi-1.2CSK7-SK2C70WiC125W形狀簡單小型工模具，可選用此材，可保證 局強度，耐磨性，足夠的韌性及耐用性。GCr15E52100SUJ2SKF3 100cr660si2MnSUP660si716Mn電機軸CrWMnSKS31105WCr6下料模、沖頭、成形模、搓絲板頂出桿及小 型塑料壓模等。Cr12D3SKD1X210Cr12應用于小動載條件卜要求高耐磨形狀簡單的 拉伸和沖載模。Cr12MoVX165CrMov12下料模、沖頭、滾絲輪、剪刀片、冷鎖模、 陶土模及熱固塑料成形模等。Cr12Mo1V1D2SKD1

18、1XW-42X155CrVMo121重型落料模、冷擠壓模、深拉伸模、滾絲 模、剪刀片、冷鎖模、陶土模等。國產(chǎn)熱作模具鋼類 別 牌 號中國美 國日本瑞典德國用途執(zhí) 八、 作 模 具 /、 鋼5CrMnM 01I用于制造形狀簡單，厚度小于250毫米的小型錘鍛模：5CrNiMoL61用于制I造商形狀簡單，工作溫度 般，厚度在250350毫米之間的中型熱錘鍛模塊。5CrNiMoVSKT456CrNiMoV7用于制造厚度350毫米，型腔復雜，受力載荷 較大的大型錘鍛?；蝈懺靿毫C熱鍛模。4Cr5MoSiV1H13SKD618407X40CrMoV51用于制J造沖擊載荷較大，型腔復雜的長壽命錘鍛 模或鍛造

19、壓力機用模具或鑲塊；以及鋁合金擠壓 模，鋁鎂鋅等金屬長壽命壓鑄模具，部分局壽命 局耐磨塑料模具。5Cr2NiMovSi用于鍛錘模具鋼具有良好的韌性，強度和耐磨 性，淬透性，適用于制作工作。大面積復雜形55NiCrMoV62713 鋼45Cr2NiMoVSi狀，承受沖擊負何重的大、中型，錘鍛模用材，5CrNiMo。5CrMnMo、H13 等熱模鋼 1.5 倍2.5 倍。6.2 部分進口鋼材介紹：HITACHI 鋼材YSS日立金屬所出產(chǎn)之安來鋼YSS是同精選之高純度的“真砂鐵礦砂”通過自創(chuàng)的“低溫還原法”精練，成 功創(chuàng)出YSS海棉鐵作為原鐵，令鋼中雜質(zhì)含量減到極少。并使用高質(zhì)電熔爐及精密儀器提練，

20、所有練制 步驟（如熱作、冷作、熱處理）均經(jīng)嚴格控制。高質(zhì)量之水平可在鋼材身上反映出來。我們并能為顧客生產(chǎn)特別要求之鋼材，我們之品質(zhì)保證系統(tǒng)及技術支援服務使YSS®材在世界不同市場上贏取到極高之信譽。各項同性我們稱這新技術研究成果為“各向同性”鋼材?！案飨蛲浴惫ぞ咪摵涂伤苄凿撝Q是因其能減少縱向 鍛煉間之機械性能差異，使其質(zhì)量更普通鋼材。其所制造之產(chǎn)品，均能達到更穩(wěn)定之機械特性及更長之使 用壽命。故此，這種新鋼材已得到曾經(jīng)使用過之客戶極高評價。HPM7新型預硬P20塑料模鋼出1硬度特征用途預硬處理HB300-330切削性、焊接性優(yōu)越鋼材；潔凈度圖，具有 良好的鏡面精加工性能；嚴格挑

21、選化學成 分，經(jīng)新技術特別提煉后，能提高鋼材本質(zhì) 延伸性、韌性、及溶接性、不易爆裂；大尺 寸模具中心部位也同樣有相對硬度。因設計變硬，而需要焊接頻繁 模具；汽車部件如尾燈、表 盤；家電如電視機體、空調(diào)機 殼和電話等；其它：大型日用 品、膠卷、容器、導管等。HPM5卓越表面質(zhì)量P21塑料模具鋼出1硬度特征用途預硬處理HBC36-41最適用于鏡面拋光加工的預硬化鋼；放電加 工特性佳：經(jīng)處理后的表面非常好，可取代 蝕花加工、在進行放電（電火花）力口鏡面拋光模具：防塵蓋、電視 機濾光板、化妝品盒、家電等精密皺紋加工模具;工后，表囿硬度不會增加，可簡化其后的加 工工序；組織均勻，最適用于精密蝕花加 工；

22、焊接性佳，表面不會硬化；韌性優(yōu)良， 機械特性卓越。辦公室自動化設備、汽車零件 等。HPM3高優(yōu)質(zhì)鏡面塑料模具鋼(420 ESR)出1硬度特征用途預硬處理HB300-330鏡面拋光特性極佳；耐腐蝕性優(yōu)良的電渣重 熔13銘鋁不銹鋼，不需鍍銘；熱處理變形極 少，是精密模具最佳選擇；防銹性高，不需 擔心模具保管問題；熱處理硬度可達 HRC50-56適用于透明、熱固和耐熱樹脂 用模具：如化妝品盒、雷射碟 片、卡式錄音帶盒、各種鏡 片、醫(yī)療設備、豕電、食品容 器等。DAC特種熱壓合金模鋼(SKD 61)出1硬度特征用途處理退火至約HB185用途廣泛的通用熱加工用工具鋼?？傻质苋茕X、鎂、鋅之腐蝕作 用及熱度

23、之急劇變動。適宜制 造鋁、鎂、鋅合金壓鑄模熱或熱沖鑄工作及熱錢 刀、軋刀、較刀、切槽刀、剪 刀及熱鍛沖頭等。SLD高耐磨冷作工具格鋼(SLD 11)出1硬度特征用途軟性退火至約HB210身耐磨性的通用冷作模具鋼；淬火性佳，熱 處理變形少。此鋼易于車削，并宜制鋒利刀 口、剪刀、圓鋸、冷或熱作修 整模、滾筒邊、螺絲紋、線 模、銃刀、沖唧模。圓形滾 筒，制電力變壓器心衡模、切 割鋼皮軋刀、鋼管成型滾筒、 特殊成型滾筒、精密規(guī)、形狀 繁雜的冷壓工具、心軸、冶 金、錫作模、塑料模、螺釘頭 模等。SGT不變形耐磨油鋼(SKS 3)13如文檔對您有幫助，歡迎下載支持，謝謝!出1硬度特征用途軟性退火至約HB1

24、90切削性優(yōu)異的通用冷模。注意大型加工品 的淬火唧鋼絲電火花加工。此鋼熱處理后，具有不變形之 特性，適宜制造精密工具、精 密儀器、精密測定工具，并宜 制造較刀、銃刀、滾筒，冷作 拉線模、樣板樣模、沖孔器、 冷作切器、剪刀、木用工具、 螺絲模、手盤、各種沖模等。ACD37冷加工用工具鋼出1硬度特征用途軟性退火至約HB190-220氣冷、真空淬火鋼。改善了 SGT勺淬火性 及鋼絲電火花加工件。此鋼熱處理后，變形度極低， 適宜制造圖精密工具、儀器、 摩打、各種刀具、板金用模、 樣板等。CENA抗腐蝕性及易切削性塑料模具鋼(P21)出1硬度特征用途預硬處理HRC40解決了模具腐蝕問題；預硬度圖達40H

25、R的 易切削性模具鋼；具有極優(yōu)良拋光，蝕紋及 放電加工特性。重視鏡面，蝕紋加工性、放電 加工性的模具鋼、辦公室洎動 化電器用品、通信機器用品、 家庭電器用品、汽車用品、化 妝品盒、重視長壽命的泛用模 具鋼、食品容器、橡膠模具。FDAC快削預硬壓鑄合金模鋼(SLD 61)出1硬度特征用途預弓更處理HRC38-42出廠硬度高達HRC40在加工模后且不用熱 處理司直接生產(chǎn)，增加含硫量令切削性更 什：。塑料模插壓銷，特別交貨期極 短的壓鑄零件模具。一勝百鋼材一勝百之瑞典工廠生產(chǎn)的鋼材以其質(zhì)量享譽全球，718模具鋼幾乎成了塑料模具最常用的型腔材料，最新 生產(chǎn)的HOTVA熱作鋼在HRC54-56時能適合在

26、650攝氏度工作。2如文檔對您有幫助，歡迎下載支持，謝謝!鋼材編號標準出廠硬度鋼材特性主要成份一般用途CCrNiWMoVMnSiS718P20改良型HB190-330預加硬純潔均勻，含Ni約 1.0%0.382.01.00.21.40.3高拋光度及局要求內(nèi)模件，適合PA、POM、 PS、p匚、PP、718HS136420ESRHB<215高純度，高鏡 面度，拋光性 能好、抗銹防 酸能力極佳， 熱處理變形少0.3813.60.30.50.8鏡面模及防 酸性高，可保證冷卻管道不 受銹蝕，適合 PVC、PP、EP、PC、PMMA塑料，食品S136HHRC31-35618P20改良型HB280-

27、320真空除氣制 煉之合金鋼， 純度圖，金相 結構均勻，拋 光容易0.381.90.151.50.3有好的機械 強度和可機 加工性預硬 鋼，用于冷作鋼 支承板與支 撐物，塑料模架 以及要求不 局的型腔和 型芯。8407H13改HB<180性能優(yōu)越的。一 53 c c1 30904 10適宜作壓良型熱作鋼。優(yōu)秀 的韌性和抗 龜裂鑄模和其 他熱作模 具。另外5 是多用途的 有很好的抗 磨損性，可拋光 性和成型性 的模具鋼。DF-22510HB<190冷作鋼0.950.60.60.11.11多用途冷作 鋼，適宜 作沖頭和凹 模。日本大同優(yōu)質(zhì)鋼材DAIDO大同JIS日本GB/YB中國DIN

28、德國ALSL美國主要用途塑料模具鋼PXZ通用大型蝕花模 具。汽車保險杠。 儀表面板。家電外 殼。浴槽PX4P20量產(chǎn)用大型鏡面模 具。汽車尾燈。鏡 殼。前擋板。透明 膠片等PX5P20NAK55高精度鏡面模具。攝相機。音響。化 妝容器。透明罩。透明膠片NAK80等5IO秋殼摩立日:.!鏡o激 超具、丫冷作模具鋼O2或7夫； n覘匚£ 塞功日莫。-0 一七E? 對沖紙才D ADO 一C 一S.X<o620型474 UG 莫 7 fs冷刖五沖J 入0DD熱作模具鋼3連 W鑄部所壓5爾長白命玉濤莫II壓鑄V科莫:囪同G F AS T鍛昊齊喜-W1?叫B高速工具鋼:H 5 一鉆發(fā) &#

29、39;關吆& 沖圭O拉刀。端銃7刀M工g端。車萬 用銃具莫夫包經(jīng)： 、巾。；牛 刀刃1 /淮旻工莫兆力占八七。U L 9中令 流各。希。付ULZ 3 C?匚耳 拉齒模7-模具選材原則7.1 滿足工作條件要求7.1.1 耐磨性坯料在模具型腔中塑性變形時，沿型腔表面既流動又滑動，使型腔表面與坯料間產(chǎn)生劇烈 的摩擦，從而導致模具因磨損而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。硬度是影響耐磨性的主要因素。一般情況下，模具零件的硬度越高，磨損量越小，耐磨性也越好。 另外，耐磨性還與材料有關。7.1.2 強韌性模具的工作條件大多十分惡劣，有些常承受較大的沖擊負荷，從而導致脆性斷裂。為

30、防止 模具零件在工作時突然脆斷，模具要具有較高的強度和韌性。模具的韌性主要取決于材料的含碳量、晶粒度及組織狀態(tài)。7.1.3 疲勞斷裂性能模具工作過程中，在循環(huán)應力的長期作用下，往往導致疲勞斷裂。其形式有小能量多 次沖擊疲勞斷裂、拉伸疲勞斷裂接觸疲勞斷裂及彎曲疲勞斷裂。模具的疲勞斷裂性能主要取決于其強度、韌性、硬度、以及材料中夾雜物的含量。7.1.4 高溫性能當模具的工作溫度較高進，會使硬度和強度下降，導致模具早期磨損或產(chǎn)生塑性變形而失 效。因此，模具材料應具有較高的抗回火穩(wěn)定性，以保證模具在工作溫度下，具有較高的硬度和強度 7.1.5耐冷熱疲勞性能有些模具在工作過程中處于反復加熱和冷卻的狀態(tài)，

31、使型腔表面受拉、壓力變應力 的作用，引起表面龜裂和剝落，增大摩擦力，阻礙塑性變形，降低了尺寸精度，從而導致模具失效。冷 熱疲勞是熱作模具失效的主要形式之一，幫這類模具應具有較高的耐冷熱疲勞性能。7.1.6 耐蝕性有些模具如塑料模在工作時，由于塑料中存在氯、氟等元素，受熱后分解析出HCI、HF等強侵蝕性氣體，侵蝕模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加劇磨損失效。滿足工藝性能要求模具的制造一般都要經(jīng)過鍛造、切削加工、熱處理等幾道工序。為保證模具的制造質(zhì) 量，降低生產(chǎn)成本，其材料應具有良好的可鍛性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；還應具有 小的氧化、脫碳敏感性和淬火變形開裂傾向。7.1.7 可鍛性

32、具有較低的熱鍛變形抗力，塑性好，鍛造溫度范圍寬，鍛裂冷裂及析出網(wǎng)狀碳化物傾向低 7.1.8退火工藝性球化退火溫度范圍寬，退火硬度低且波動范圍小，球化率高。7.1.9 切削加工性切削用量大，刀具損耗低，加工表面粗糙度低。7.1.10 氧化、脫碳敏感性高溫加熱時抗氧化性能好，脫碳速度慢，對加熱介質(zhì)不敏感，產(chǎn)生麻點傾向 小。7.1.11 淬硬性 淬火后具有均勻而高的表面硬度。7.1.12 淬透性 淬火后能獲得較深的淬硬層，采用緩和的淬火介質(zhì)就能淬硬。7.1.13 淬火變形開裂傾向常規(guī)淬火體積變化小，形狀翹曲、畸變輕微，異常變形傾向低。常規(guī)淬火開裂 敏感性低，對淬火溫度及工件形狀不敏感。7.1.14

33、可磨削性砂輪相對損耗小，無燒傷極限磨削用量大，對砂輪質(zhì)量及冷卻條件不敏感，不易發(fā)生磨 傷及磨削裂紋。7.2 滿足經(jīng)濟性要求在模具選材時，必須考慮經(jīng)濟性這一原則，盡可能地降低制造成本。因此，在滿足使 用性能的前提下，首先選用價格較低的，能用碳鋼就不用合金鋼，能用國產(chǎn)材料就不用進口材料。另外，在選材時還應考慮市場的生產(chǎn)和供應情況，所選鋼種應盡量少而集中，易購買。8常用熱處理方 法8.1 退火將鋼材加熱到一定溫度，保溫一段時間后，隨爐緩慢冷卻（或埋在砂中或石灰中冷卻）至500度以下在空氣中冷卻的熱處理工藝。8.1.1 完全退火和等溫退火完全退火又稱重結晶退火，一般簡稱為退火，這種退火主要用于亞共析成

34、分 的各種碳鋼和合金鋼的鑄，鍛件及熱軋型材，有時也用于焊接結構。一般常作為一些不重工件的最終熱 處理，或作為某些工件的預先熱處理。8.1.2 球化退火球化退火主要用于過共析的碳鋼及合金工具鋼（如制造刃具，量具，模具所用的鋼 種）。其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并為以后淬火作好準備。8.1.3 去應力退火去應力退火又稱低溫退火（或高溫回火），這種退火主要用來消除鑄件，鍛件，焊接 件，熱軋件，冷拉件等的殘余應力。如果這些應力不予消除，將會引起鋼件在一定時間以后，或在隨后 的切削加工過程中產(chǎn)生變形或裂紋。8.2 淬火將鋼材加熱到一定溫度，保溫一段時間后，在一定介質(zhì)（水、油等）中冷卻的熱處理

35、工藝。淬火 時，最常用的冷卻介質(zhì)是鹽水，水和油。鹽水淬火的工件，容易得到高的硬度和光潔的表面，不容易產(chǎn)生 淬不硬的軟點，但卻易使工件變形嚴重，甚至發(fā)生開裂。而用油作淬火介質(zhì)只適用于過冷奧氏體的穩(wěn)定性 比較大的一些合金鋼或小尺寸的碳鋼工件的淬火。8.3 正火將鋼材或鋼件加熱到一定溫度以上，保持一定時間后在空氣中冷卻的熱處理工藝。8.4 回火將經(jīng)過淬火的工件加熱到臨界點AC1以下的適當溫度保持一定時間，隨后用符合要求的方法冷卻，以獲 得所需要的組織和性能的熱處理工藝。8.4.1 低溫回火（1 50- 250度）低溫回火其目的是在保持淬火鋼的高硬度和高耐磨性的前提下，降 低其淬火內(nèi)應力和脆性，以免使

36、用時崩裂或過早損壞。它主要用于各種高碳的切削刃具，量具，冷沖模 具，滾動軸承以及滲碳件等，回火后硬度一般為HRC5-8 64<>8.4.2 中溫回火（350-500度）中溫回火其目的是獲得高的屈服強度，彈性極限和較高的韌性。因此，它主要用于各種彈簧和熱作模具的處理，回火后硬度一般為HRC3-5 50 o8.4.3 高溫回火（500 650度）高溫回火習慣上將淬火加高溫回火相結合的熱處理稱為調(diào)質(zhì)處理，其目的是獲得強度，硬度和塑性，韌性都 較好的綜合機械性能。因此，廣泛用于汽車，拖拉機，機床等的重要結構零件，如連桿，螺栓，齒輪及軸類?；鼗鸷笥捕纫话銥镠B200-330。鋼回火的目的：1

37、降低脆性，消除或減少內(nèi)應力，鋼件淬火后存在很大內(nèi)應力和脆性，如不及時回火往 往會使鋼件發(fā)生變形甚至開裂。2 -獲得工件所要求的機械性能，工件經(jīng)淬火后硬度高而脆性大，為了滿 足各種工件的不同性能的要求，可以通過適當回火的配合 來調(diào)整硬度，減小脆性，得到所需要的韌性，塑 性。3 -穩(wěn)定工件尺寸4 -對于退火難以軟化的某些合金鋼，在淬火（或正火）后常采用高溫回火，使 鋼中碳化物適當聚集，將硬度降低，以利切削加工。8.5 時效合金經(jīng)熱處理后，在室溫放置或稍高于室溫保持時，其性能隨時間而變化的現(xiàn)象。8.6 鋼的碳氮共滲碳氮共滲是向鋼的表層同時滲入碳和氮的過程。習慣上碳氮共滲又稱為氟化，目前以中溫 氣體碳

38、氮共滲和 低溫氣體碳氮共滲（即氣體軟氮化）應用較為廣泛。中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度，耐磨 性和疲勞強度。低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主，其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。8.7 氮化（氣體氮化）氮化是向鋼的表面層滲入氮原子的過程，其目的是提高表面硬度和耐磨性，以及提 高疲勞強度和抗腐蝕性。它是利用氨氣在加熱時分解出活性氮原子，被鋼吸收后在其表面形成氮化層， 同時向心部擴散。氮化通常利用專門設備或井式滲碳爐來進行。適用于各種高速傳動精密齒輪、機床主軸（如錢桿、磨床 主軸），高速柴油機曲軸、閥門等。氮化工件工藝路線：鍛造退火粗加工調(diào)質(zhì)精加工除應力粗磨氮化精磨或 研磨。 由于氮化層薄，

39、并且較脆，因此要求有較高強度的心部組織，所以要先進行調(diào)質(zhì)熱處理，獲得回火索氏體， 提高心部機械性能和氮化層質(zhì)量。鋼在氮化后，不再需要進行淬火便具有很高的表面硬度大于HV850,耐磨性好。氮化處理溫度低，變形很小，它與滲碳、感應表面淬火相比，變形小得多。8.9 調(diào)質(zhì)處理一般習慣將淬火加高溫回火相結合的熱處理稱為調(diào)質(zhì)處理。調(diào)質(zhì)處理廣泛應用于各種重要的 結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。調(diào)質(zhì)處理后得到回火索氏體組 織，它的機械性能均比相同硬度的正火索氏體組織為優(yōu)。它的硬度取決于高溫回火溫度并與鋼的回火穩(wěn)定 性和工件截面尺寸有關，一般在HB200- 350之間。8模具熱處

40、理發(fā)展趨勢模具熱處理是保證模具性能的重要工藝過 程。它對模具的如下性能有著直接的影響。模具的制造精度：組織轉(zhuǎn)變不均勻、不徹底及熱處理形成的殘 余應力過大造成模具在熱處理后的加工、裝配和模具使用過程中的變形，從而降低模具的精度，甚至報 廢。模具的強度：熱處理工藝制定不當、熱處理操作不規(guī)范或熱處理設備狀態(tài)不完好，造成被處理模具 強度（硬度）達不到設計要求。模具的工作壽命：熱處理造成的組織結構不合理、晶粒度超標等，導致主 要性能如模具的韌性、冷熱疲勞性能、抗磨損性能等下降，影響模具的工作壽命。模具的制造成本：作 為模具制造過程的中間環(huán)節(jié)或最終工序，熱處理造成的開裂、變形超差及性能超差，大多數(shù)情況下會

41、使模 具報廢，即使通過修補仍可繼續(xù)使用，也會增加工時，延長交貨期，提高模具的制造成本。正是熱處理 技術與模具質(zhì)量有十分密切的關聯(lián)性，使得這二種技術在現(xiàn)代化的進程中，相互促進，共同提高。20世 紀80年代以來，國際模具熱處理技術發(fā)展較快的領域是真空熱處理技術、模具的表面強化技術和模具材 料的預硬化技術。8.1 模具的真空熱處理技術真空熱處理技術是近些年發(fā)展起來的一種新型的熱處理技術，它所具備的特點，正是模具制造中所迫切需 要的，比如防止加熱氧化和不脫碳、真空脫氣或除氣，消除氫脆，從而提高材料（零件）的塑性、韌性和 疲勞強度。真空加熱緩慢、零件內(nèi)外溫差較小等因素，決定了真空熱處理工藝造成的零件變形

42、小等。按采用的冷卻介質(zhì)不同，真空淬火可分為真空油冷淬火、真空氣冷淬火、真空水冷淬火和真空硝鹽等溫淬 火。模具真空熱處理中主要應用的是真空油冷淬火、真空氣冷淬火和真空回火。為保持工件（如模具）真 空加熱的優(yōu)良特性，冷卻劑和冷卻工藝的選擇及制定非常重要，模具淬火過程主要采用油冷和氣冷。對于熱處理后不再進行機械加工的模具工作面，淬火后盡可能采用真空回火，特別是真空淬火的工件（模 具），它可以提高與表面質(zhì)量相關的機械性能，如疲勞性能、表面光亮度、耐腐蝕性等。熱處理過程的計算機模擬技術（包括組織模擬和性能預測技術）的成功開發(fā)和應用，使得模具的智能化熱 處理成為可能。由于模具生產(chǎn)的小批量（甚至是單件）、多品種的特性，以及對熱處理性能要求高和不允 許出現(xiàn)廢品的特點，又使得模具的智能化熱處理成為必須模具的智能化熱處理包括：明確模具的結構、 用材、熱