工程材料學(xué)(第4章工具鋼)

1、第四章第四章 工具用鋼工具用鋼按其用途可分為按其用途可分為刃具鋼刃具鋼、模具鋼模具鋼和和量具鋼量具鋼。 刃具鋼刃具鋼可分為碳素鋼、低合金工具鋼可分為碳素鋼、低合金工具鋼和高速工具鋼。和高速工具鋼。 模具鋼模具鋼根據(jù)工作狀態(tài)可分為熱作模具根據(jù)工作狀態(tài)可分為熱作模具鋼、冷作模具鋼和塑料模具鋼。鋼、冷作模具鋼和塑料模具鋼。 量具鋼量具鋼用來制作量規(guī)、卡尺、樣板等。用來制作量規(guī)、卡尺、樣板等。用來測量工件尺寸和形狀。用來測量工件尺寸和形狀。板牙板牙絲錐絲錐成形成形過去現(xiàn)在現(xiàn)在的的趨勢4.1 4.1 概述概述 1 1、工具鋼成分與性能特點、工具鋼成分與性能特點主要主要矛盾矛盾 韌度和耐磨性間的合理平衡韌

2、度和耐磨性間的合理平衡基體成基體成分和分和K的性質(zhì)、數(shù)量、形態(tài)和分布。的性質(zhì)、數(shù)量、形態(tài)和分布。成分成分組織組織 一般含一般含 0.61.3%C M+足夠數(shù)量足夠數(shù)量K 。M硬硬度高度高、切斷抗力較高、耐磨性好。切斷抗力較高、耐磨性好。 Cr、W、Mo、V等等:淬透性、耐磨性和淬透性、耐磨性和熱穩(wěn)定性；熱穩(wěn)定性； Mn、Si輔助加入輔助加入:淬透性，回穩(wěn)性淬透性，回穩(wěn)性 第二相第二相K 球狀、細小、均勻分布球狀、細小、均勻分布。工藝工藝特點特點 鍛造鍛造 球化退火球化退火不完全淬火不完全淬火 淬火工藝參數(shù)要求嚴(yán)格。淬火工藝參數(shù)要求嚴(yán)格。變形變形開裂開裂傾向傾向工藝工藝措施措施熱熱 應(yīng)應(yīng) 力力組

3、織應(yīng)力組織應(yīng)力變形變形開裂開裂 分級加熱、分級淬火、等溫分級加熱、分級淬火、等溫淬火、雙液淬火淬火、雙液淬火; ;零件設(shè)計與其零件設(shè)計與其他工藝措施等他工藝措施等 模具增加工藝孔減少變形開裂模具增加工藝孔減少變形開裂2、工具鋼基本性能及檢測方法、工具鋼基本性能及檢測方法 強度強度塑性塑性 靜彎或扭轉(zhuǎn)試驗靜彎或扭轉(zhuǎn)試驗彎曲強度、彎曲強度、撓度和扭轉(zhuǎn)強度、扭轉(zhuǎn)角；撓度和扭轉(zhuǎn)強度、扭轉(zhuǎn)角； ?韌度韌度硬度硬度熱穩(wěn)熱穩(wěn)定性定性 一般采用無缺口沖擊試樣一般采用無缺口沖擊試樣 ? 一般硬度一般硬度60HRC以上，以上，K可適可適當(dāng)當(dāng)硬度硬度23HRC 對高速鋼，通常就是紅硬性對高速鋼，通常就是紅硬性淬透淬

4、透性性 斷口法斷口法碳素工具鋼和低合金工具鋼；碳素工具鋼和低合金工具鋼； 端淬法端淬法合金工具鋼，以端淬曲線上合金工具鋼，以端淬曲線上 60HRC處距水冷端距離表示。處距水冷端距離表示。 淬透性作用強弱順序：淬透性作用強弱順序： Si、Mn、Mo、Cr、NiMe淬透性淬透性,只有溶入只有溶入A中，才起作用；中，才起作用；Me作用隨鋼中含碳量而變化，如作用隨鋼中含碳量而變化，如Si。工具鋼淬透性隨熱處理條件而變化工具鋼淬透性隨熱處理條件而變化,如如V 注意注意點點Si對不同含對不同含C量鋼的淬透性影響量鋼的淬透性影響 V在不同淬火溫度時對淬透性的影響在不同淬火溫度時對淬透性的影響 4.2 碳素鋼

5、及低合金工具鋼碳素鋼及低合金工具鋼 1 1、碳素工具鋼、碳素工具鋼 T7T7T13T13做低速切削的刃具和簡單的冷沖模。做低速切削的刃具和簡單的冷沖模。淬淬透性低，斷面尺寸小于透性低，斷面尺寸小于15mm15mm的工具。的工具。 T7有較好塑韌性，宜做受沖擊的刃具，如鑿子等；有較好塑韌性，宜做受沖擊的刃具，如鑿子等； T8易過熱，制造形狀簡單的木工工具等；易過熱，制造形狀簡單的木工工具等； T10、T12耐磨性較好，強度高，但韌度低，制造不耐磨性較好，強度高，但韌度低，制造不受沖擊或沖擊較小形狀簡單的工具，如車刀、銑刀等受沖擊或沖擊較小形狀簡單的工具，如車刀、銑刀等 淬火冷卻方式常用水淬火冷卻

6、方式常用水- -油雙液淬火、分級淬火油雙液淬火、分級淬火. . 成本低、工藝性能好、用量大。成本低、工藝性能好、用量大。2 2、低合金工具鋼、低合金工具鋼 淬火淬火工藝工藝T淬淬為為Ac1 +3050油冷，油冷，熔鹽分級淬火，熔鹽分級淬火，等溫淬火等溫淬火(B等溫淬火和等溫淬火和M等溫淬火等溫淬火) 一般一般組織組織含碳量含碳量0.50.6的的M+未溶粒狀未溶粒狀K合金合金化化 Cr、Si、W、Mo、Mn 、V等元素，等元素，耐磨性和回穩(wěn)性，耐磨性和回穩(wěn)性，淬透性淬透性采用采用緩冷方式，緩冷方式，變形開裂變形開裂 Cr: 1%左右，細化左右，細化K，均勻分布；，均勻分布； Mn: 主要主要淬透

7、性淬透性; Si: 低溫回穩(wěn)性，低溫回穩(wěn)性，Si強化強化F,切削加工性切削加工性,脫碳敏感性，不單獨加入；脫碳敏感性，不單獨加入； ? W: 0.51.5%，W含量太多含量太多K類型轉(zhuǎn)變類型轉(zhuǎn)變，且使且使K分布不均勻，惡化性能。分布不均勻，惡化性能。 V: 過熱敏感性過熱敏感性, ,細化晶粒細化晶粒, , 回穩(wěn)性回穩(wěn)性合金元素具體作用合金元素具體作用9SiCr： Si / Cr淬透性，淬透性，D油油60HRC； K細小、均細小、均 勻勻不容易崩刃；不容易崩刃； 分級淬火或等溫淬火處理，變形較小；分級淬火或等溫淬火處理，變形較??； Si使鋼的脫碳傾向較大使鋼的脫碳傾向較大。 適于制作形狀較復(fù)雜、

8、變形要求小工件，特別適于制作形狀較復(fù)雜、變形要求小工件，特別是薄刃工具，如絲錐、扳牙、鉸刀等。是薄刃工具，如絲錐、扳牙、鉸刀等。CrWMn： Cr、W、Mn復(fù)合，復(fù)合，淬透性，淬透性，D油油=5070mm； AR在在1820%，淬火后變形?。?，淬火后變形小； 含含Cr、W碳化物較多且較穩(wěn)定，晶粒碳化物較多且較穩(wěn)定，晶粒細小細小高硬度、高耐磨性；高硬度、高耐磨性； 回穩(wěn)性較好，回穩(wěn)性較好，250回火，回火，10%AR + K1回火回火回火回火 M回回 + M + 少量少量AR + K2 M回回 + AR （少量）（少量） + K3（ K1 等以示區(qū)別）等以示區(qū)別）W18Cr4V高速鋼回火次數(shù)與殘

9、余奧氏體量（高速鋼回火次數(shù)與殘余奧氏體量（a）和性能（）和性能（b）的關(guān)系）的關(guān)系 W18Cr4V鋼回火一次金相組織鋼回火一次金相組織 （400X） W18Cr4V鋼回火三次的金相組織鋼回火三次的金相組織 （400X） 同步熱處理同步熱處理 ： 關(guān)鍵是正確選擇回火溫度與保溫時間，以關(guān)鍵是正確選擇回火溫度與保溫時間，以 便和淬火工藝相匹配便和淬火工藝相匹配。 思考思考: :可能有什么問題可能有什么問題? ?表面處理表面處理： 強化方法強化方法: :化學(xué)熱處理或在刀具表面覆層化學(xué)熱處理或在刀具表面覆層 表面氮化、表面硫氮共滲等多元共滲、蒸氣表面氮化、表面硫氮共滲等多元共滲、蒸氣 處理等，處理等，5

10、60560。物理氣相沉積物理氣相沉積(PVD法法)， 在表面沉積在表面沉積TiC等覆層。等覆層。新型工具鋼新型工具鋼： 日本神戶鋼鐵公司開發(fā)粉末工具鋼日本神戶鋼鐵公司開發(fā)粉末工具鋼Fe18Cr2Mo1V2.2C( KAD181)，經(jīng)，經(jīng)HIP后不用鍛造，具有很好的性能，在模后不用鍛造，具有很好的性能，在模具、輥子、刀具等方面應(yīng)用很廣泛具、輥子、刀具等方面應(yīng)用很廣泛 美國美國開發(fā)坩堝粉末冶金法（開發(fā)坩堝粉末冶金法（CPM）韌性和耐磨性韌性和耐磨性,使用壽命。如使用壽命。如CRM T440V(Fe17Cr0.4Mo5.5V)的耐蝕的耐蝕性與不銹鋼性與不銹鋼T-440C差不多，但耐磨性是差不多，但耐

11、磨性是T-440C的幾倍，的幾倍，制成的造球機刮刀，其實際使用壽命是制成的造球機刮刀，其實際使用壽命是T-440C的的20倍倍. 經(jīng)濟合金化經(jīng)濟合金化是高速鋼的一個發(fā)展方向，在不降低性能是高速鋼的一個發(fā)展方向，在不降低性能的前提下盡可能降低鋼中的的前提下盡可能降低鋼中的W W含量含量 工模具表面技術(shù)工模具表面技術(shù): : 是高速工具發(fā)展的一個重要方面，近年來已成功是高速工具發(fā)展的一個重要方面，近年來已成功利用離子滲入法在工具表面涂覆利用離子滲入法在工具表面涂覆TiCTiC、TiNTiN、Ti(C,N)Ti(C,N)等涂層，發(fā)揮了優(yōu)越的性能。在新型工具材料的開等涂層，發(fā)揮了優(yōu)越的性能。在新型工具材

12、料的開發(fā)上具有重要的意義。發(fā)上具有重要的意義。 日本開發(fā)了以硼砂熔鹽為基稀土釩共滲工藝，經(jīng)日本開發(fā)了以硼砂熔鹽為基稀土釩共滲工藝，經(jīng)過該工藝處理的模具耐磨性比常規(guī)處理的要提高過該工藝處理的模具耐磨性比常規(guī)處理的要提高2.82.8倍。這些研究提高了工模具性能和使用壽命。這些倍。這些研究提高了工模具性能和使用壽命。這些研究都是不可忽視的開發(fā)課題研究都是不可忽視的開發(fā)課題. .典型沖壓模及產(chǎn)品典型沖壓模及產(chǎn)品D2LD6CrNiMnSiMoV（GD）鋼）鋼9Cr6W3Mo2V2（GM）鋼）鋼4.4 冷作模具鋼冷作模具鋼 金屬在冷金屬在冷態(tài)下變形態(tài)下變形 拉延、沖壓、冷拉延、沖壓、冷鐓鐓或或冷擠成形等冷

13、擠成形等共同共同特點特點 工作工作T不高，模具主要承受高壓不高，模具主要承受高壓力或沖擊力，有強烈的摩擦力或沖擊力，有強烈的摩擦 主要技術(shù)要求為具有高硬度主要技術(shù)要求為具有高硬度和耐磨性，有一定韌性和耐磨性，有一定韌性技術(shù)技術(shù)要求要求部部分分沖沖裁裁模模一、一、低合金工具鋼低合金工具鋼 常用低合金工具鋼有常用低合金工具鋼有9Mn2V 、CrWMn 、GCr15、9SiCr等。等。 和碳素工具鋼相比，這類鋼的淬透性比較和碳素工具鋼相比，這類鋼的淬透性比較高，熱處理變形較小，耐磨性也較好，所以可高，熱處理變形較小，耐磨性也較好，所以可制造工具尺寸較大、形狀比較復(fù)雜、精度要求制造工具尺寸較大、形狀比

14、較復(fù)雜、精度要求相對較高的模具。相對較高的模具。 9Mn2V特點特點： Mn淬透性，淬透性，D油油= 30mm； Mn MS，AR約約2022%，變形小；，變形??； V能克服能克服Mn缺點缺點,過熱敏感性，細化晶粒；過熱敏感性，細化晶粒； 硬度稍低，回穩(wěn)性較差硬度稍低，回穩(wěn)性較差 200以下回火；以下回火； VC使鋼的磨削性能變差。使鋼的磨削性能變差。 各種類型的中小冷作模具都可采用。各種類型的中小冷作模具都可采用。二、高鉻和中鉻模具鋼二、高鉻和中鉻模具鋼 1、高碳高鉻模具鋼、高碳高鉻模具鋼 主要有主要有Cr12、Cr12MoV鋼。鋼。 Cr12MoV鋼具有高淬透性，截面鋼具有高淬透性，截面2

15、00300mm 以下可以完全淬透。以下可以完全淬透。Cr12MoV鋼主要制造大鋼主要制造大 尺寸、形狀復(fù)雜、承受載荷較大的模具，曾經(jīng)尺寸、形狀復(fù)雜、承受載荷較大的模具，曾經(jīng) 有有“冷作模具王牌冷作模具王牌”之稱。之稱。 組織變化特點一組織變化特點一： 選擇選擇T淬和回火溫度來控制工具的變形和回火溫度來控制工具的變形。 調(diào)節(jié)淬火溫度：調(diào)節(jié)淬火溫度： T淬淬 AR 體積體積V 一定程度可一定程度可抵消抵消M轉(zhuǎn)變所引起的脹大；轉(zhuǎn)變所引起的脹大；調(diào)節(jié)回火溫度：調(diào)節(jié)回火溫度： 450，AR轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镸 體積體積 組織變化特點二：組織變化特點二： 隨隨T淬升高，升高，K溶解量增加，奧氏體合金溶解量增加，

16、奧氏體合金度增加，淬火后殘余奧氏體增加，硬度下度增加，淬火后殘余奧氏體增加，硬度下降。淬火溫度的波動可引起組織和性能的較降。淬火溫度的波動可引起組織和性能的較大變化。大變化。一次一次硬化法硬化法 低淬和低回低淬和低回晶粒細小，強韌性好。晶粒細小，強韌性好。9801030淬火淬火150170回火，硬度回火，硬度為為6163HRC，殘奧量少。，殘奧量少。12左右未溶左右未溶（Cr，F(xiàn)e）7C3碳化物。碳化物。 一次硬化法使用較普遍一次硬化法使用較普遍二次二次硬化法硬化法 1050l100500左右多次回火，硬左右多次回火，硬度回升到度回升到6062HRC。熱硬性較好，強韌。熱硬性較好，強韌性較低。

17、二次硬化法適合于工作溫度比性較低。二次硬化法適合于工作溫度比 較高（較高（400500）且受載荷不大或淬火）且受載荷不大或淬火后表面需要氧化處理的模具后表面需要氧化處理的模具。 Cr12MoV鋼的硬度、殘余奧氏體量與淬火溫度的關(guān)系鋼的硬度、殘余奧氏體量與淬火溫度的關(guān)系 2 2、高碳中鉻模具鋼、高碳中鉻模具鋼 Cr5Mo1V （美（美A2）是值得推廣的空冷淬硬冷作）是值得推廣的空冷淬硬冷作模具鋼，是國際上通用的鋼種。模具鋼，是國際上通用的鋼種。100mm以下可以下可空冷淬硬，適用于形狀復(fù)雜、要求熱處理變形小又空冷淬硬，適用于形狀復(fù)雜、要求熱處理變形小又需要好的耐磨性和良好韌度的冷作模具，如下料模

18、、需要好的耐磨性和良好韌度的冷作模具，如下料模、成形模、沖頭、剪刀片等。成形模、沖頭、剪刀片等。 典型鋼號：典型鋼號：Cr4W2MoV和和Cr5Mo1V。K以以M7C3型為主，分布較均勻，具有耐磨性好和熱型為主，分布較均勻，具有耐磨性好和熱處理變形小的特點，適于制造既要求有高的耐磨性，處理變形小的特點，適于制造既要求有高的耐磨性，又具有一定韌度的模具。又具有一定韌度的模具。3、新型冷作模具鋼、新型冷作模具鋼 我國常用我國常用7Cr7Mo2V2Si鋼，淬透性較好，熱處鋼，淬透性較好，熱處理變形小。用來制造冷理變形小。用來制造冷鐓鐓模、冷沖模及沖頭、沖剪模、冷沖模及沖頭、沖剪模等模等。4.5 熱作

19、模具鋼熱作模具鋼 使熱或液態(tài)金屬獲得所需形狀使熱或液態(tài)金屬獲得所需形狀 模具是在反復(fù)受熱和冷卻條件下工作模具是在反復(fù)受熱和冷卻條件下工作. .模具受模具受熱時間越長，受熱程度就越嚴(yán)重?zé)釙r間越長，受熱程度就越嚴(yán)重. . 許多模具還受到較大沖擊力。工作條件苛刻許多模具還受到較大沖擊力。工作條件苛刻 模具鋼應(yīng)具有高抗熱塑性變形能力、高模具鋼應(yīng)具有高抗熱塑性變形能力、高韌性、高抗熱疲勞、良好的抗熱燒蝕性韌性、高抗熱疲勞、良好的抗熱燒蝕性服役條件服役條件技術(shù)技術(shù)要求要求 鋼碳含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在鋼碳含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在0.30.6%，還加，還加入入Cr、Mo、W、Si、Mn、V等合金元素，以等合金元素，以提

20、高鋼的各種性能。提高鋼的各種性能。 根據(jù)工作條件熱作模具鋼可分為三大類：根據(jù)工作條件熱作模具鋼可分為三大類：熱錘鍛模具鋼，熱擠壓、熱熱錘鍛模具鋼，熱擠壓、熱鐓鐓鍛及精鍛模具鋼鍛及精鍛模具鋼和壓鑄模用鋼。和壓鑄模用鋼。汽車轉(zhuǎn)向節(jié)熱鍛模汽車轉(zhuǎn)向節(jié)熱鍛模(大型大型,700675400mm)一、一、 熱錘鍛模鋼熱錘鍛模鋼 服役條件服役條件性能要求性能要求1）反復(fù)冷、熱）反復(fù)冷、熱 龜裂、熱疲勞龜裂、熱疲勞 熱疲勞抗力熱疲勞抗力A1， 硬度是有利的；硬度是有利的；2）表層溫度）表層溫度500,沖擊力大沖擊力大熱強性熱強性韌度韌度高溫回火；高溫回火； 消除回脆消除回脆,整體性能好；整體性能好；3）強烈摩擦

21、磨損）強烈摩擦磨損模具高溫耐磨性模具高溫耐磨性4 4）模具尺寸比較大）模具尺寸比較大淬透性好，導(dǎo)熱性好淬透性好，導(dǎo)熱性好2、成分特點、成分特點 C：一般在：一般在0.450.60%，以保證一定硬度和沖擊韌度。，以保證一定硬度和沖擊韌度。 Cr：一般：一般1%左右，左右，淬透性，淬透性，回穩(wěn)性，改善回穩(wěn)性，改善AK； Ni：能：能 AK ，和，和Cr共同作用共同作用鋼淬透性；鋼淬透性； Mn：主要代：主要代Ni，但，但Mn 過熱敏感性和回火脆性。過熱敏感性和回火脆性。 Si：能：能強度、回穩(wěn)性和耐熱疲勞性，強度、回穩(wěn)性和耐熱疲勞性，Si量量1% 。 Mo、V：有效地細化晶粒，：有效地細化晶粒，過

22、熱傾向，過熱傾向，回穩(wěn)性。回穩(wěn)性。 Mo（W）最重要的作用是）最重要的作用是鋼的回火脆性鋼的回火脆性. 所以，所以， 不但熱錘鍛模鋼都含有不但熱錘鍛模鋼都含有Mo元素，其他熱作模具鋼也都元素，其他熱作模具鋼也都用用Mo（W）合金化。）合金化。使用最廣泛的是使用最廣泛的是5CrNiMo和和5CrMnMo鋼鋼 。 3、工藝特點、工藝特點 硬度要求：硬度要求：小型模硬度要求在小型模硬度要求在40 44HRC，相對較高；，相對較高； 大型模硬度在大型模硬度在3538HRC為宜，相對較低。為宜，相對較低。? ?鍛模模面：大中型模鍛模模面：大中型模36 42HRC，較高；，較高； 鍛模模尾：大中型模鍛模模

23、尾：大中型模30 35HRC，較低。，較低。? ? 思考思考：鍛模模面和模尾硬度不同，在工藝上有什么措施鍛模模面和模尾硬度不同，在工藝上有什么措施? ? 熱處理工藝：熱處理工藝：5CrNiMo5CrMnMo: T淬淬 830860; T回回 450580左圖左圖 強度和韌度與強度和韌度與T回回 的關(guān)系的關(guān)系右圖右圖 硬度與硬度與T回回的關(guān)系的關(guān)系工藝要求工藝要求： 注意保護模面和模尾，以避免脫碳。注意保護模面和模尾，以避免脫碳。 加熱要注意預(yù)熱，加熱要注意預(yù)熱，450左右預(yù)熱，升溫速度左右預(yù)熱，升溫速度要慢要慢, 50/h； 冷卻要注意預(yù)冷，預(yù)冷到冷卻要注意預(yù)冷，預(yù)冷到780左右，循環(huán)左右，循

24、環(huán)油冷，冷至油冷，冷至150200取出；取出； 淬火后必須立即回火，絕對不允許冷至室淬火后必須立即回火，絕對不允許冷至室溫。溫。 思考：為什么思考：為什么?上圖上圖 鍛模加熱時鍛模加熱時 的保護的保護右圖右圖 鹽浴中燕尾鹽浴中燕尾 部分的回火部分的回火二、熱擠壓模鋼二、熱擠壓模鋼 和熱錘鍛模相比，熱擠壓模在工作時需要較和熱錘鍛模相比，熱擠壓模在工作時需要較長時間與被變形加工的金屬接觸，其受熱的溫度長時間與被變形加工的金屬接觸，其受熱的溫度往往更高。熱擠壓模還承受很大的應(yīng)力和摩擦往往更高。熱擠壓模還承受很大的應(yīng)力和摩擦力。力。 這類模具的尺寸一般都不大，比錘鍛模要小。這類模具的尺寸一般都不大，比

25、錘鍛模要小。熱擠壓模主要要求有高的熱穩(wěn)定性、較高的高溫?zé)釘D壓模主要要求有高的熱穩(wěn)定性、較高的高溫強度、耐熱疲勞性和高的耐磨性。有鉻系、鎢系強度、耐熱疲勞性和高的耐磨性。有鉻系、鎢系和鉬系熱模具鋼三類。和鉬系熱模具鋼三類。鉻系鉻系： 4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、4Cr5W2SiV等常等常用。淬透性較高，較高的強度和韌度，抗氧化性用。淬透性較高，較高的強度和韌度，抗氧化性較好。常用于制造尺寸不大的熱鍛模、鋼及銅的較好。常用于制造尺寸不大的熱鍛模、鋼及銅的熱擠壓模、鋁及銅合金的壓鑄模等。熱擠壓模、鋁及銅合金的壓鑄模等。 3Cr2W8V鋼使用最多，具有高的熱穩(wěn)定性、鋼使用最多，具有高的熱

26、穩(wěn)定性、耐磨性，但韌度和抗熱疲勞性較差。國外已基耐磨性，但韌度和抗熱疲勞性較差。國外已基本停止，以本停止，以H13代之。代之。鎢系鎢系：三、壓鑄模鋼三、壓鑄模鋼 壓力鑄造是在高的壓力下，使液態(tài)壓力鑄造是在高的壓力下，使液態(tài)金屬擠滿型腔成型。在工作中模具反金屬擠滿型腔成型。在工作中模具反復(fù)與熾熱金屬接觸復(fù)與熾熱金屬接觸. 要求壓鑄模具鋼有高的耐熱疲勞性、要求壓鑄模具鋼有高的耐熱疲勞性、較高的導(dǎo)熱性、良好的耐磨性及耐蝕較高的導(dǎo)熱性、良好的耐磨性及耐蝕性和一定的高溫強度等性和一定的高溫強度等鋁合金壓鑄模鋁合金壓鑄模 壓鑄模具鋼的選擇首先要根據(jù)澆注金屬的溫度壓鑄模具鋼的選擇首先要根據(jù)澆注金屬的溫度和澆

27、注金屬的種類來決定。和澆注金屬的種類來決定。 鋅合金、鋁合金、鎂合金是低熔點的金屬合金，可鋅合金、鋁合金、鎂合金是低熔點的金屬合金，可以選擇以選擇30CrMnSi、40Cr、5CrMnMo等低合金鋼來制等低合金鋼來制造壓鑄模具。如壓鑄鋅合金的模具可采用造壓鑄模具。如壓鑄鋅合金的模具可采用5CrMnMo鋼，也可使用鋼，也可使用40Cr調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼. 壓鑄鋁、鎂合金的模具目前常選用壓鑄鋁、鎂合金的模具目前常選用3Cr2W8V、H13和和4Cr5MoSiV1鋼鋼 銅合金和黑色金屬的熔點比較高采用難熔金屬為基銅合金和黑色金屬的熔點比較高采用難熔金屬為基的合金，如鉬基合金、鎢基合金等的合金，如鉬基合金、

28、鎢基合金等4.6 其它類型工具用鋼其它類型工具用鋼 1、耐沖擊用鋼、耐沖擊用鋼 切邊、沖孔切邊、沖孔、剪切等、剪切等剪切力和一般模具比，刃口薄剪切力和一般模具比，刃口薄沖擊力和刃具比，沖擊力大沖擊力和刃具比，沖擊力大耐磨性耐磨性韌度高韌度高韌度韌度耐磨耐磨C%，回穩(wěn)性回穩(wěn)性,形成穩(wěn)定形成穩(wěn)定K+ Si、W+ W、V 中高碳，中高碳，0.40.6% 低合金，低合金，+ W、Si、V、Cr 常用鋼號常用鋼號4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si等。等。 Si、Cr：低溫回火穩(wěn)定性，并推遲低回脆低溫回火穩(wěn)定性，并推遲低回脆性區(qū)，因此可性區(qū)，因此可回火溫度到回火溫度到280280，而得到較高，

29、而得到較高的韌度，特別是的韌度，特別是Si元素更為有效；這些元素都元素更為有效；這些元素都淬透性、強度和耐磨性。淬透性、強度和耐磨性。 W：進一步：進一步耐磨性和細化晶粒，耐磨性和細化晶粒，W W還能有效還能有效地地回火脆性，所以含回火脆性，所以含W鋼可在鋼可在430430470470回回火，可得到更好的韌度。火，可得到更好的韌度。2 2、塑料模具用鋼、塑料模具用鋼 對塑料模的要求：對塑料模的要求：加工表面應(yīng)有高的光潔度，所以要求模具加工表面應(yīng)有高的光潔度，所以要求模具 材料夾雜物少，組織均勻，表面硬度高；材料夾雜物少，組織均勻，表面硬度高；表面耐磨耐蝕，能長期保持表面光潔度；表面耐磨耐蝕，能

30、長期保持表面光潔度；有足夠的強韌性，能承受一定負荷而不變形；有足夠的強韌性，能承受一定負荷而不變形；變形要小，以保證互換性和配合精度。變形要小，以保證互換性和配合精度。 塑料模具用鋼范圍非常廣泛，作為塑料模具塑料模具用鋼范圍非常廣泛，作為塑料模具專用鋼并已納入國家標(biāo)準(zhǔn)的僅有十余個專用鋼并已納入國家標(biāo)準(zhǔn)的僅有十余個. 塑料模制造成本高，材料費只占模具成本塑料模制造成本高，材料費只占模具成本的一小部分，一般在的一小部分，一般在10 20%，有時甚至低于，有時甚至低于10%。因此模具材料一般是優(yōu)先選用工藝性好、。因此模具材料一般是優(yōu)先選用工藝性好、性能穩(wěn)定和使用壽命長的材料。性能穩(wěn)定和使用壽命長的材料。 常用牌號有常用牌號有SM4Cr5MoSiV、 SM2Cr13 等等。模具壽命模具壽命模具壽命與工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系模具壽命與工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系模具壽命概況模具壽命概況與生產(chǎn)率的關(guān)系與生產(chǎn)率的關(guān)系與產(chǎn)品成本的關(guān)系與產(chǎn)品成本的關(guān)系失效判斷失效判斷失效分析失效分析解決途徑解決途徑失失 效效 的的 種種 類類模具的工作條件模具的工作條件表面損傷失效表面損傷失效過量變形失效過量變形失效斷斷 裂裂 失失 效效斷斷 口口 分分 析析 技技 術(shù)術(shù)材材 料料 性性 能能 指指 標(biāo)標(biāo)材