模具材料的分類62ppt課件

1、5 51 1 模具資料的分類模具資料的分類 5 51 11 1 冷作模具資料冷作模具資料 5 51 14 4 其他模具資料其他模具資料5 52 2 模具資料的性能要求模具資料的性能要求 5 52 21 1 運用性能運用性能 5 52 22 2 模具鋼力學(xué)性能目的的評述模具鋼力學(xué)性能目的的評述5 52 23 3 工藝性能工藝性能 5 53 3 模具資料的選用原那么模具資料的選用原那么 5 53 31 1 滿足運用性能要求滿足運用性能要求 5 53 32 2 滿足工藝性能要求滿足工藝性能要求 5 53 33 3 滿足經(jīng)濟性要求滿足經(jīng)濟性要求第第5 5章章 模具資料概述模具資料概述5.1 5.1 模

2、具資料的分類模具資料的分類 5.1.1 5.1.1 冷作模具資料冷作模具資料1.1.火焰淬火鋼火焰淬火鋼 2.2.基體鋼基體鋼 3.3.高韌性低合金冷作模具鋼高韌性低合金冷作模具鋼 4.4.高碳中鉻耐磨模具鋼高碳中鉻耐磨模具鋼5.1.2 5.1.2 熱作模具資料熱作模具資料 5.1.3 5.1.3 塑料模具資料塑料模具資料 1.1.預(yù)硬鋼預(yù)硬鋼 2.2.時效硬化鋼時效硬化鋼 3.3.冷擠壓成型塑料模具鋼冷擠壓成型塑料模具鋼 5.1.4 5.1.4 其他模具資料其他模具資料 在三大類模具資料之外，還有鑄造模具鋼、有色合金模具資料、玻璃模具資料等。 5.2 5.2 模具資料的性能要求模具資料的性能

3、要求 冷沖壓模具要求其資料具有高的強度，良好的塑性和韌性，高的硬度及耐磨性; 冷擠壓模具要求其資料具有高強度、高韌性、高淬透性以及良好的耐磨性、熱穩(wěn)定性和切削加工性; 熱作模具用鋼要求在任務(wù)溫度下堅持高的強度和韌性、良好的抗腐蝕性、熱穩(wěn)定性和優(yōu)良的熱疲勞抗力。 5.2.1 5.2.1 運用性能運用性能 對各類模具鋼提出的性能要求主要包括硬度、強度和韌性等。 1.硬度 硬度表示了鋼對變形和接觸應(yīng)力的抗力，而且是很容易測定的一種性能，同時硬度與強度也有一定關(guān)系，可經(jīng)過二者的換算關(guān)系得到資料硬度值?？砂从捕确秶鷦澏＞哳悇e，如高硬度5260HRC，普通用于冷作模具;中等硬度4052HRC，普通用于熱

4、作模具。 圖5-1 硬度對三種冷作模具鋼抗壓屈服強度的影響 1-W6Mo5Cr4V2鋼;2-Cr12MoV鋼;3-Cr5Mo1V鋼 2.強度 強度是指鋼在服役過程中，抵抗變形和斷裂的才干。對于模具來說那么是整個型面或各個部位在服役過程中抵抗拉伸力、緊縮力、彎曲力、改動力或綜合力的才干。 3.韌性 在任務(wù)過程中，模具接受著沖擊載荷，為了減少在運用過程中的折斷、崩刃等方式的損壞，要求模具鋼具有一定的韌性。韌性是模具鋼的一種重要性能目的，它決議了資料在沖擊實驗力作用下對破裂的抗斷才干。資料的韌性越高，脆斷的危險性越小，熱疲勞強度也越高。對于衡量模具脆斷傾向，沖擊韌度實驗具有重要意義。 4.耐磨性 模

5、具在任務(wù)中接受相當(dāng)大的壓應(yīng)力和摩擦力，要求模具可以在劇烈摩擦下仍堅持其尺寸精度。 圖 5-2所示為用不同鋼種制造的規(guī)范沖孔模對冷軋硅鋼片進(jìn)展沖孔的實驗結(jié)果，可反映各鋼種的耐磨程度;實驗以Cr12MoV鋼為基準(zhǔn) =1.0。圖5-3所示是規(guī)范模具進(jìn)展耐磨性實驗的結(jié)果，較好地反映了工模具鋼在磨粒磨損條件下的耐磨性。圖5-2 五種模具鋼模擬沖裁實驗其耐磨性 圖5-3 工模具鋼的磨粒磨損抗力 1-高碳高釩高速鋼;2-高碳高釩鋼;3-低合金模具鋼及碳素工具鋼 5.抗熱疲勞性能 熱作模具鋼在服役條件下除了接受載荷的周期性變化之外，還遭到高溫及周期性的急冷急熱的作用，抗熱疲勞性能反映資料在熱疲勞裂紋萌生之前的

6、任務(wù)壽命。因此，熱作模具如要獲得高的壽命，模具資料應(yīng)具備高的抗熱疲勞性能、低的裂紋擴展速率和高的斷裂韌性值。 6.咬合抗力 咬合抗力實踐上就是發(fā)生“冷焊時的抵抗力。該性能對于模具資料較重要。實驗時通常在干摩擦條件下，把被實驗的工具鋼試樣與具有咬合傾向的資料如奧氏體鋼進(jìn)展恒速對偶摩擦運動，以一定的速度逐漸增大載荷，此時，轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)增大，該載荷稱為“咬合臨界載荷，咬合臨界載荷愈高，標(biāo)志著咬合抗力愈強。 7.耐蝕性 金屬資料在腐蝕性介質(zhì)中所具有的抵抗介質(zhì)侵蝕的才干，稱為金屬的耐蝕性。 提高模具資料的耐蝕性，通常采用合金化方法獲得一系列耐蝕合金，主要包括: 1提高金屬或合金的熱力學(xué)穩(wěn)定性 2參與易鈍化

7、合金元素 3參與能促使合金外表生成致密腐蝕產(chǎn)物維護(hù)膜的合金元素 不同的服役條件對模具資料主要力學(xué)性能要求不同對熱作模具鋼要思索其抗熱疲勞性能;對壓鑄模具應(yīng)思索其耐融熔金屬的沖蝕性能;對于高溫下任務(wù)的熱作模具應(yīng)思索其在任務(wù)溫度下的抗氧化性能;對于在腐蝕介質(zhì)中任務(wù)的模具，應(yīng)留意其耐蝕性;對高載荷下任務(wù)的模具應(yīng)該思索其抗壓強度、抗拉強度、抗彎強度、疲勞強度及斷裂韌度等。 5.2.2 5.2.2 工藝性能工藝性能 在模具消費本錢中，資料費用普通占10%20%，而機械加工、熱處置、裝配和管理費用占80%以上。 所以模具資料的工藝性能是影響模具的消費本錢和制造難易程度的主要要素之一。改善模具的工藝性能，不

8、僅可以使模具消費工藝簡單、易于制造，而且可以有效地降低模具的制造費用。 模具資料的工藝性能主要包括可加工性，淬透性和淬硬性，淬火溫度和熱處置變形，氧化、脫碳敏感性及其他要素。 1. 1.可加工性可加工性 1可加工性概述 模具的可加工性包括：熱加工性能熱塑性、加工溫度范圍等；冷加工性能切削、磨削、拋光、冷拔等；特種加工如電火花加工。 粉末冶金焊接塑性成形鑄造毛 坯預(yù)先熱處置模具零件切削加工最終熱處置 模具零件的加工工藝道路模具零件的加工工藝道路2. 2.淬透性和淬硬性淬透性和淬硬性 淬透性主要取決于鋼的化學(xué)成分和淬火前的原始組織形狀; 淬硬性那么主要取決于鋼中的碳含量。 對于大部分的冷作模具鋼，

9、淬硬性往往是主要的思索要素。 對于熱作模具鋼和塑料模具鋼，普通模具尺寸較大，尤其是制造大型模具，其淬透性更為重要。 3.淬火溫度和熱處置變形 為了便于消費，要求模具鋼淬火溫度范圍盡能夠放寬一些，特別是當(dāng)模具采用火焰加熱部分淬火時，由于難以準(zhǔn)確地丈量和控制溫度，所以要求模具鋼有更寬的淬火溫度范圍。 模具在熱處置時，尤其在淬火過程中，要產(chǎn)生體積變化、外形翹曲、畸變等，為保證模具質(zhì)量，要求模具鋼的熱處置變形小。 4.氧化、脫碳敏感性 模具在加熱過程中，假設(shè)發(fā)生氧化、脫碳景象，就會使其硬度、耐磨性、運用性能和運用壽命降低。因此，要求模具鋼的氧化、脫碳敏感性好。對于鉬含量較高的模具鋼，由于氧化、脫碳敏感

10、性強，需求采用特種熱處置，如真空熱處置、可控氣氛熱處置、鹽浴熱處置等。 5.其他要素 在選擇模具鋼時，除了必需思索運用性能和工藝性能之外，還必需思索模具鋼的通用性和價錢。從技術(shù)、經(jīng)濟方面全面分析，以最終選定合理的模具資料。 5.3 5.3 模具資料的選用原那么模具資料的選用原那么 模具資料的選用有三個原那么 一是運用性能原那么 資料的運用性能應(yīng)滿足模具的運用要求。對大量機器工件和工程構(gòu)件，主要是機械性能;對一些特殊條件下任務(wù)的工件，那么必需根據(jù)要求思索到資料的物理化學(xué)性能。 二是工藝性能原那么 資料的工藝性能應(yīng)滿足模具消費工藝的要求。 三是經(jīng)濟性原那么 必需思索資料的經(jīng)濟性。采用廉價的資料，把

11、總本錢降至最低，獲得最大的經(jīng)濟效益，使產(chǎn)品在市場上具有最強的競爭力。 5.3.1 滿足運用性能要求 1.耐磨性 2.強韌性 3.疲勞斷裂性能 4.高溫性能 5.抗熱疲勞性能 6.耐蝕性 5.3.2 滿足工藝性能要求 模具的制造普通都要經(jīng)過鍛造、切削加工、熱處置等工序。為保證模具的制造質(zhì)量，降低消費本錢，其資料應(yīng)具有以下特性: 1良好的可鍛性 2良好的退火工藝性3良好的切削加工性 4較小的氧化、脫碳敏感性 5良好的淬硬性 6良好的淬透性 7較低的淬火變形開裂傾向 8良好的可磨削性 5.3.3 5.3.3 滿足經(jīng)濟性要求滿足經(jīng)濟性要求 1.資料的價錢 2.模具的總本錢 3.自然資源等要素 模具資料

12、的通用性，也是選用模具資料時必需思索的要素。除了特殊要求以外，盡能夠采用大量消費的通用型模具資料。目前，通用型模具鋼技術(shù)比較成熟，積累的消費工藝和運用閱歷較多，性能數(shù)據(jù)也比較完好，便于在設(shè)計和制造過程中參考。 產(chǎn)品消費的總本錢購置價錢運用本錢固定本錢制造廠利潤維護(hù)費維修費保險費折舊費日常開支行政費零售與零售費研討與開發(fā)費可變本錢消費本錢根本資料本錢制造本錢產(chǎn)品本錢分析產(chǎn)品本錢分析我國常用金屬資料的相對價錢我國常用金屬資料的相對價錢材 料相對價格材 料相對價格普通碳素結(jié)構(gòu)鋼1 鉻不銹鋼5普通低合金結(jié)構(gòu)鋼1.25 鉻鎳不銹鋼15優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼1.31.5 灰口鑄鐵1.4合金結(jié)構(gòu)鋼（Cr-Ni鋼除外

13、）1.72.5 球墨鑄鐵1.8鉻鎳合金結(jié)構(gòu)鋼（中合金鋼）5 可鍛鑄鐵22.2滾珠軸承鋼3 鑄造鋁合金、銅合金810碳素工具鋼1.6 普通黃銅1317低合金工具鋼34 錫青銅、鋁青銅19高速鋼1620 鈦合金5080硬質(zhì)合金150200 （工程塑料）5153.3.自然資源等要素自然資源等要素1. 能源和資源耗費少能源和資源耗費少 世界能源貯藏量世界能源貯藏量石油天然氣煤鈾可開采儲量9970億桶138萬億m31，039，272噸200萬噸可開采年限45.5年64年219年74年主要產(chǎn)地及儲量比例中東66.4%獨聯(lián)體、中東70%美、蘇、中、澳 70%儲量（106t）可用年數(shù)再生率(%)Fe11061

14、0931.7Al11703516.9Cu3082440.9Zn1231821.2Mo5.436Ag0.21441.0Cr775112Ti14751重要金屬的世界儲量重要金屬的世界儲量3.3.自然資源等要素自然資源等要素2. 環(huán)境污染小環(huán)境污染小材料礦物燃料能耗排碳量MJ/KgMJ/m3Kg/tKg/m3木材1.52.8750139030561528混凝土2.0480050120鋼材35266,0007005320一次鋁4351,100,000870022,000再生鋁1333,000一定性能程度下的資料能耗一定性能程度下的資料能耗木材混凝土鋼塑料鋁、鎂及鈦合金E/b24145100500475

15、-1002710-1029 E消費每公斤資料的能耗；資料密度；b抗拉強度消費各種資料耗費的能量及碳的排放量消費各種資料耗費的能量及碳的排放量思索題思索題 5-1 模具資料普通可分為哪幾類? 5-2 簡述模具資料的力學(xué)性能要求和工藝性能要求。 5-3 簡述選用模具資料的原那么。 5-4 簡述我國模具資料的開展概略。E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E

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