模具失效與防護(hù)第三章

第三章模具的選材及熱處理?yè)?jù)調(diào)查表明，模具失效的因素中，模具的材料和熱處理是影響壽命的主要因素，其比例約占70％。模具的失效因素第一節(jié)模具材料概述一、模具材料的分類1.按模具類別的不同分：冷作模具材料、熱作模具材料、塑料模具材料、其它模具材料。2.按材料的類別分：二、模具選材的一般原則三、模具選材的具體考慮因素（一）模具的工作條件因素1.載荷的受力大小、速度（沖擊狀況）受力大，材料要求強(qiáng)度高；沖擊大，則韌性要求好。2.工作溫度模具的工作溫度不同，材料的抗熱性能要求也不同。3.腐蝕情況腐蝕嚴(yán)重時(shí)，要考慮不銹鋼類材料。（二）模具的失效因素（三）模具所加工的產(chǎn)品因素1.產(chǎn)品批量的大小2.產(chǎn)品質(zhì)量的高低3.產(chǎn)品的材質(zhì)（四）模具的結(jié)構(gòu)因素1.模具的大小2.模具的形狀3.模具的不同組件、不同部位1）不同組件模具組成：工作零件與輔助零件。工作零件：直接與加工材料接觸，要求材料性能比輔助零的高。2）不同部位工作部位（型面或刃部）：硬度、耐磨性、抗熱性等要求更高。非工作部位（模體）：硬度、耐磨性、抗熱性等可適當(dāng)降低，但要保證一定的強(qiáng)韌性，有時(shí)可采用表面強(qiáng)化或組合、鑲嵌結(jié)構(gòu)。（五）模具的制造工藝因素（六）模具的設(shè)計(jì)因素1.不同模具采用不同結(jié)構(gòu)材料

2.低級(jí)材料強(qiáng)化處理

四、模具材料的發(fā)展趨勢(shì)1.由于壓力加工工藝迅速發(fā)展、新工藝不斷出現(xiàn)、對(duì)模具的各種要求越來(lái)越高，所以對(duì)模具材料的性能要求也越來(lái)越高。

2.近年來(lái)，模具熱處理新技術(shù)，特別是表面強(qiáng)化處理工藝發(fā)展很快，出現(xiàn)用碳鋼及低合金鋼等低級(jí)材料進(jìn)行表面強(qiáng)化處理代替高合金鋼的動(dòng)向。3.根據(jù)生產(chǎn)發(fā)展需要和本國(guó)資源情況，模具鋼號(hào)不斷篩選精簡(jiǎn)、補(bǔ)充更新。4.當(dāng)前模具材料以工具鋼為主，也使用高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、粉末冶金材料、有色金屬和塑料等。第二節(jié)冷作模具的選材及熱處理一、冷沖裁模材料及熱處理1.工作條件主要受沖擊力、剪切力。而模具的刃部可看成特殊的剪刀，承受沖擊、剪切、彎曲和擠壓（沖頭），并產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦。2.失效形式主要為磨損、崩刃失效。3.性能要求要求高的硬度、高的耐磨性，一定的韌性，較高的抗彎強(qiáng)度和高的斷裂抗力。（一）薄板冷沖材模（板厚≤1.5mm）1.傳統(tǒng)模具材料1）小批量（1000件以下）沖裁軟料薄板選材：碳素工具鋼T8A、T10A，甚至鋅合金或加鑲鋼皮刃口的鋅合金。2）中批量（103～105件）生產(chǎn)的中負(fù)荷模具選材：低合金工具鋼，如9Mn2V、9CrWMn、CrWMn、GCr15等鋼種。3）大批量（106件）選材：可選用高耐磨的Cr12型模具鋼，負(fù)荷較大的易損小沖頭趨向于選用承載能力更高的高速鋼W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。4）生產(chǎn)批量特大時(shí)選材：硬質(zhì)合金，YG10X、YG15等。2.新型模具用鋼（1）高耐磨微變形中鉻模具鋼主要鋼種：Cr5Mo1V、Cr6MoV、Cr4W2MoV、Cr2Mn2SiWMoV等。Cr5Mo1V、Cr6MoV：應(yīng)用：廣泛用于各種五金冷沖模以及承受較大沖擊的大型復(fù)雜沖裁模。Cr4W2MoV模具鋼：應(yīng)用：主要用來(lái)替代Cr12型模具鋼制造硅鋼片沖裁模，并提高其使用壽命。Cr2Mn2SiWMoV模具鋼：應(yīng)用：主要用于制造輕載精密復(fù)雜冷沖模。（2））高高耐耐磨磨高高強(qiáng)強(qiáng)韌韌模模具具鋼鋼鋼號(hào)號(hào)：：Cr6W3Mo3V（（代代號(hào)號(hào)GM））、、Cr8MoWV3Si（（代代號(hào)號(hào)ER5））。。成分特點(diǎn)點(diǎn)：C、Cr含量比比Cr12型型模具鋼鋼有較大大幅度的的減少，，并加入入一定量量的W、、Mo、、V等合合金元素素，鋼的的成分配配比合理理。b.組織織特點(diǎn)：：熱處理理組織為為高強(qiáng)韌韌基體和和均勻分分布的細(xì)細(xì)小碳化化物。c.性能能特點(diǎn)：：強(qiáng)韌性性、硬度度、耐磨磨性均優(yōu)優(yōu)于Cr12型模具具鋼。應(yīng)用：可可用來(lái)制制造要求求高耐磨磨同時(shí)又又要求高高韌性的的模具。。（3）高高強(qiáng)韌低低合金模模具鋼鋼號(hào)：6CrNiSiMnMoV（（代號(hào)GD）應(yīng)用：用用這些鋼鋼制作細(xì)細(xì)長(zhǎng)或薄薄片凸模模，復(fù)雜雜、大型型、薄壁壁凸凹模模等，可可有效地地解決崩崩刃、斷斷裂等早早期失效效問(wèn)題，，顯著提提高沖裁裁模的使使用壽命命。（4）火火焰淬火火模具鋼鋼鋼號(hào)：7CrSiMnMoV（代號(hào)號(hào)CH））應(yīng)用：可可用于制制造多孔孔位、形形狀復(fù)雜雜的薄板板沖裁模模、切邊邊模和整整形模。。3.硬硬質(zhì)質(zhì)合合金金和和鋼鋼結(jié)結(jié)硬硬質(zhì)質(zhì)合合金金1））硬硬質(zhì)質(zhì)合合金金a.承承受受較較小小沖沖擊擊的的冷冷沖沖模模，，可可選選用用YG10X，，其其硬硬度度88.5HRA，，抗抗彎彎強(qiáng)強(qiáng)度度1700MPa；；b.承受中等等沖擊的冷沖沖模，可選用YG15，其硬度度87.5HRA，抗彎彎強(qiáng)度2000MPa；c.承受較大大沖擊的冷沖沖模，可選用用YG20C，其硬度86HRA，抗彎強(qiáng)度度2600MPa。2）鋼結(jié)硬質(zhì)質(zhì)合金特點(diǎn)：性能介介于高速鋼和和硬質(zhì)合金之之間。它既有有高硬度、高高耐磨性、高高彈性模量的的特點(diǎn)，又有有較高的抗壓壓，抗彎強(qiáng)度度和韌性，還還可以進(jìn)行鍛鍛造、焊接各各種機(jī)加工和和熱處理，能能夠做出較復(fù)復(fù)雜的模具。。常用鋼號(hào)：GT35、TLMW50、GW50等。冷沖模常用鋼鋼結(jié)硬質(zhì)合金金（二）厚板冷冷沖裁模1.傳統(tǒng)模具具用鋼鋼號(hào)：常用傳傳統(tǒng)鋼種有T8A、9SiCr、60Si2Mn、5CrW2Si、、6CrW2Si、Cr12Mo1V1、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。a.T8A特點(diǎn)：強(qiáng)韌性性和淬透性較較高，但過(guò)熱熱敏感，承載載能力較低。。應(yīng)用：它只能能用于小批量量加工軟坯料料中厚板的沖沖裁模。b.鉻鎢硅系系列低合金工工具鋼鋼號(hào)：9SiCr、60Si2Mn、5CrW2Si、、6CrW2Si。性能：較高的的韌性和一定定的耐磨性。。c.高耐磨鉻鉻鎢釩鋼、Cr12型模模具鋼應(yīng)用：要求大大批量加工產(chǎn)產(chǎn)品的重載沖沖裁模，可用用W18Cr4V或W6Mo5Cr4V2鋼制制作凸模，用用Cr12MoV或Cr12Mo1V1鋼制制作凹模。2.新型模具具用鋼（1）降碳高高速鋼型模具具鋼鋼號(hào)：6W6Mo5Cr4V（代號(hào)號(hào)6W6），，是在高速鋼鋼W6Mo5Cr4V2的基礎(chǔ)上降降低C、V含含量得到的新新鋼種。性能：保持較較高硬度和耐耐磨性的同時(shí)時(shí)，明顯提高高抗彎強(qiáng)度、、塑性和沖擊擊韌度。（2）基體鋼鋼型冷作模具具鋼鋼號(hào)：6Cr4W3Mo2VNb（（代號(hào)65Nb）和7CrMo2V2Si（代代號(hào)LD）。。65Nb鋼：：a.成分及組組織特點(diǎn)：b.性能特點(diǎn)點(diǎn)：既具有較較高的耐磨性性，又具有較較高的強(qiáng)韌性性。c.應(yīng)用：可可用于重載冷冷沖模以及冷冷擠壓模、冷冷鐓模。LD鋼：成分特點(diǎn)：含含碳量和合金金元素含量高高于65Nb鋼，鉻含量量較高。應(yīng)用：適于制制造各種重載載冷作模具，，并提高其壽壽命。（3）基體鋼鋼型冷熱兼用用模具鋼鋼號(hào)：5Cr4Mo3SiMnVAl（代號(hào)012Al））和6Cr4Mo3Ni2WV（代代號(hào)CG-2）。應(yīng)用：它們用用于中厚板沖沖裁模和和其其它冷作模具具，均能有效效地防止脆性性崩裂，從而而提高使用壽壽命。也可以以用來(lái)制造熱熱作模具。（三）精沖模模特點(diǎn)：工作間間隙很小，坯坯料變形區(qū)處處于很大的三三向壓應(yīng)力狀狀態(tài)。因而承承受的壓力和和摩擦力比一一般沖裁模大大，對(duì)模具材材料的要求以以抗壓強(qiáng)度和和耐磨性為主主。常用材料：Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1、Cr4W2MoV、、W6Mo5Cr4V2。（四）冷沖裁裁模的熱處理理工藝特點(diǎn)工藝：通常采采用淬火＋低低溫回火。目的：以保證證硬度通常在在58HRC以上，同時(shí)時(shí)還要配合以以足夠的韌性性。二、冷擠壓模模材料及熱處處理1.工作條件件工作時(shí)，物料料承受強(qiáng)烈的的三向壓應(yīng)力力作用，金屬屬發(fā)生劇烈的的流動(dòng)，變形形位移大。2.失效形式式冷擠模主要會(huì)會(huì)產(chǎn)生變形、、磨損、沖頭頭折斷（因偏偏心彎曲）等等失效。3.性能要要求要求模具有有高的強(qiáng)度度和硬度，，并有一定定的韌性，，以防沖擊擊折斷。4.常用材材料（一）碳素素工具鋼與與低合金模模具鋼1.T10A鋼應(yīng)用：只能能用于小批批量加工軟軟料（如軟軟鋁合金））的正擠壓壓模。2.60Si2Mn鋼（彈簧簧鋼）應(yīng)用：它可可用作加工工批量小，，受力小的的正擠壓沖沖模，壽命命在5000件左右右。3.CrWMn鋼應(yīng)用：主要要用于制造造形狀復(fù)雜雜、精度高高、載荷不不很大的冷冷擠壓凹模模。（二）Cr12型模模具鋼鋼號(hào)：Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1。應(yīng)用：常用用于制造冷冷擠壓模。。尤其是拉拉深型冷擠擠壓模和承承受較大比比壓的模具具零件。（三）高速速鋼鋼號(hào)：主要要是W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2。。應(yīng)用：較大大批量冷擠擠壓鋁合金金、中小批批量冷擠壓壓鋼料時(shí)，，常選用高高速鋼制作作模具。（四）新型型模具鋼鋼號(hào)：高耐耐磨微變形形中鉻模具具鋼Cr5Mo1V、Cr6WV、、CrW2MoV，降碳高高速鋼6W6，基體體鋼65Nb、LD，火焰淬淬火模具鋼鋼CH等。。應(yīng)用：用它它們制造易易于折斷或或開(kāi)裂的細(xì)細(xì)長(zhǎng)沖頭、、頂桿和形形狀復(fù)雜的的凹?；虬及寄Ｐ荆炔捎肅r12型型模具鋼鋼或高速鋼鋼提高壽命命幾倍到幾幾十倍。（五）硬質(zhì)質(zhì)合金與鋼鋼結(jié)硬質(zhì)合合金1.硬質(zhì)合合金鋼號(hào)：YG15、YG20C。應(yīng)用：用它它們制造的的重載冷擠擠壓模與模模具鋼相比比，可提高高壽命幾十十倍。2.鋼結(jié)硬硬質(zhì)合金鋼號(hào)：GT35、TLMW50等。應(yīng)用：更多多地用于制制造冷擠壓壓凸模、凹凹?；虬寄Ｄｈ倝K等。。三、冷鐓模模材料及熱熱處理四、冷拉深深模材料及及熱處理（一）冷拉拉深模的特特點(diǎn)1.工作條條件2.失效形形式在拉深外觀觀要求光滑滑的各種工工件時(shí)，模模具主要由由于咬合失失效。黏附附是拉深過(guò)過(guò)程中常出出現(xiàn)的問(wèn)題題，是造成成模具咬合合失效的重重要原因。。3.性能能要求模具應(yīng)具有有高的強(qiáng)度度和耐磨性性，在工作作時(shí)不發(fā)生生黏附和劃劃傷，具有有一定的韌韌性及較好好的切削加加工性能，，并要求熱熱處理時(shí)模模具變形小小。（二）冷拉拉深模選材材原則選材主要考考慮：模具具的工作條條件、尺寸寸大小和生生產(chǎn)批量。。（三）不同同拉深模的的選材1.拉深鋁鋁、銅合金金板料及薄薄鋼板的拉拉深模1）當(dāng)生生產(chǎn)批量不不大時(shí)選材：碳素素工具鋼、、低合金工工具鋼和鋅鋅合金。T8A、T10A鋼鋼：用于簡(jiǎn)簡(jiǎn)單圓筒淺淺拉深件。。9Mn2V、CrWMn鋼：：用于成形形復(fù)雜的淺淺拉深件。。鋅合金：用用于小批量量加工大直直徑軟薄板板拉深件。。2）當(dāng)生產(chǎn)產(chǎn)批量很大大時(shí)選材：Cr12MoV鋼、硬硬質(zhì)合金、、鋼結(jié)硬質(zhì)質(zhì)合金等。。2.拉深較較厚鋼板及及變薄拉深深、反拉深深的拉深模模1）生產(chǎn)批批量較小時(shí)時(shí)：可選用用T10A、T12A、CrWMn等等鋼。2）生產(chǎn)批批量較大時(shí)時(shí)：可選用用SiMnMo、Cr5Mo1V、Cr6WV、Cr12MoV等鋼。3）生產(chǎn)批批量很大時(shí)時(shí)：應(yīng)選用用硬質(zhì)合金金、鋼結(jié)硬硬質(zhì)合金。。3.拉深耐耐熱鋼、不不銹鋼、高高鎳合金鋼鋼鋼板的拉拉深模選材：首選選鋁青銅；；其次是Cr12、、Cr12MoV、、Cr12Mo1V1鋼鋼；再次是是T10A鋼鍍鉻及及合金鑄鐵鐵淬火回火火；當(dāng)生產(chǎn)產(chǎn)批量很大大時(shí)，可采采用硬質(zhì)合合金。4.各種中、、大型拉拉深模選材：這類模模具均可選用用球墨鑄鐵或或合金鑄鐵制制造，經(jīng)表面面淬火、低溫溫回火后使用用。5.單件、小小批量生產(chǎn)樣樣機(jī)拉深件模模具選材：這類模模具可采用玻玻璃纖維增強(qiáng)強(qiáng)的聚酯、環(huán)環(huán)氧樹(shù)脂、酚酚醛樹(shù)脂等制制造。（四）冷拉深深模選材實(shí)例例拉深凸凹模1）某拉深凹凹模選材：用Cr12MoV鋼制作模具具。失效形式：模模具在工作中中，易產(chǎn)生拉拉毛和粘附。。防止措施：為為了防止拉毛毛和粘附，應(yīng)應(yīng)設(shè)法提高模模具的表面硬硬度和抗粘著著性能。熱處理工藝：：采用1050°C加熱油淬淬，500°°C2h回火3次，再再在450～～480°C低溫離子滲滲碳5h，表表面洛氏硬度度達(dá)93HR15N。2）液化氣鋼鋼瓶封頭冷拉拉深模具鋼瓶拉深模具具結(jié)構(gòu)示意圖圖1－沖頭2－壓料料板3－模圈4－模圈座5－頂頂柱6－工件選材：沖頭采采用冷硬鑄鐵鐵或45鋼制制造，使用中中未發(fā)生問(wèn)題題。拉深模圈圈3曾先后采采用灰鑄鐵、、ZG35Mn、T8鋼鋼、Cr12鋼等材料制制造，壽命均均不高（低于于1萬(wàn)件）。。主要失效形形式為磨損和和粘料。采用高強(qiáng)度球球墨鑄鐵QT500-7制作模圈后后，其壽命明明顯提高，提提高幅度與熱熱處理工藝有有關(guān)。熱處理工藝：：模具先經(jīng)緩緩慢預(yù)熱，再再升溫至880～900°C加熱，經(jīng)經(jīng)保溫后出爐爐空氣預(yù)冷，，待其棱角稍稍少見(jiàn)暗紅色色時(shí)立即淬入入鹽水冷卻，，待模具溫度度降至550°C左右（（約需60s）立即轉(zhuǎn)入入油中冷卻，，待模具溫度度降至250°C左右（（約需5min）再轉(zhuǎn)入入180～200°C的熱油中等等溫（QT500-7的Ms點(diǎn)為250°C左右），，2～3h后后將油溫降至至160～180°C繼續(xù)等溫溫5～7h出出油空冷。性能：QT500-7球墨鑄鐵模模具經(jīng)過(guò)以上上熱處理后，，可獲得高強(qiáng)強(qiáng)度和較高韌韌性，硬度為為55～58HRC。同同時(shí)，它的耐耐磨性也較高高，模圈的工工作壽命可達(dá)達(dá)16萬(wàn)件以以上。第二節(jié)熱熱作模具具的選材及熱熱處理一、熱作模具具的分類（一）按加工工形式分（1）熱沖切切模具：（2）熱變形形模具：（3）壓鑄模模具：（二）按模具具所加工材料料分（1）加工金金屬材料模具具：（2）加工非非金屬材料的的模具：二、熱作模具具的工作條件件、失效形式式及性能要求求（一）熱作模模具工作時(shí)的的受熱壓鑄模一次壓壓鑄過(guò)程中模模具表面的溫溫度梯度（二）模具的的溫升對(duì)材料料的組織和性性能的影響1.當(dāng)溫度低低于模具材料料的Ac1。1）溫度低于于回火溫度，，組織性能基基本穩(wěn)定。2）溫度高于于回火溫度時(shí)時(shí)，使回火組組織繼續(xù)變化化，力學(xué)性能能也發(fā)生相應(yīng)應(yīng)變化。4Cr5MoSiV在高高溫時(shí)的強(qiáng)度度特性和塑性韌性的的變化2.當(dāng)溫度度高于模具具材料的Ac1。1）組織發(fā)發(fā)生變化的的同時(shí)引起起性能的變變化2）產(chǎn)生組組織應(yīng)力，，有時(shí)會(huì)加加劇熱疲勞勞程度3.模具反反復(fù)冷熱產(chǎn)產(chǎn)生熱應(yīng)力力循環(huán)錘鍛模工作作溫度可達(dá)達(dá)300～～400°C，局部部可達(dá)500～600°C。。熱擠壓模模能達(dá)到800～850°C。在加入潤(rùn)滑滑劑、冷卻卻劑時(shí)型面面激冷，可可陡降幾百百度，例如如可從800～900°C降降到500～600°C。（三）熱作作模具的失失效形式不同的熱作作模具各有有不同的工工作條件和和不同的主主要失效形形式。熱作模具失失效形式及及其概率統(tǒng)統(tǒng)計(jì)一、錘錘鍛模材材料及熱處處理（一）對(duì)錘錘鍛模材料料的性能要要求1）高的沖沖擊韌度和和斷裂韌度度。2）高的回回火穩(wěn)定性性和高溫強(qiáng)強(qiáng)度。3）高的熱熱疲勞抗力力，導(dǎo)熱性性好，熱膨膨脹系數(shù)小小，以推遲遲熱疲勞裂裂紋的產(chǎn)生生。4）高的淬透透性，能使尺尺寸很大的錘錘鍛模在整個(gè)個(gè)截面上性能能均勻一致。。熱作模具材料料及熱處理（二）錘鍛模模用鋼1）傳統(tǒng)鋼種種：5CrNiMo、5CrMnMo。a.5CrNiMo：世世界通用的傳傳統(tǒng)鋼種。應(yīng)用：主要用用于大型、特特大型錘鍛模模及大批量生生產(chǎn)中小型復(fù)復(fù)雜錘鍛模。。b.5CrMnMo應(yīng)用：只適用用于制造中小小型、形狀簡(jiǎn)簡(jiǎn)單、載荷不不很大的錘鍛鍛模。2）新開(kāi)發(fā)的的鋼種：5CrNiW、、5CrNiTi、5CrMnMoSiV、4CrMnSiMoV、、5Cr2NiMoVSi、3Cr2MoWVNi等。a.5CrNiW、5CrNiTi應(yīng)用：它們都都可用來(lái)制造造大型、特大大型錘鍛模。。b.5CrMnMoSiV、4CrMnSiMoV應(yīng)用：是5CrNiMo鋼的代用鋼鋼種。c.5Cr2NiMoVSi、3Cr2MoWVNi等等：中碳中合合金熱模鋼應(yīng)用：用于鍛鍛造加工高合合金鋼、不銹銹鋼及耐熱鋼鋼，還常用于于制造壓力機(jī)機(jī)鍛模。（三）錘鍛模模的熱處理特特點(diǎn)熱處理工藝特特點(diǎn)：淬火＋＋高中溫回火火最佳硬度值：：模具的最佳佳硬度值就是是保證不發(fā)生生早期脆斷失失效的最高硬硬度值。用傳統(tǒng)鋼種制制造各類錘鍛鍛模的硬度選選擇范圍（四）錘鍛模模制造新工藝藝及其用材1.陶瓷型精精鑄錘鍛模：：這是用精密密鑄造工藝生生產(chǎn)的錘鍛模模。鑄型材料：采采用有特殊要要求的耐火材材料、粘結(jié)劑劑、催化劑等等，經(jīng)過(guò)特殊殊的造型工藝藝制成陶瓷鑄鑄型。2.雙金屬屬電渣熔鑄錘錘鍛模優(yōu)點(diǎn)：目前絕絕大多數(shù)錘鍛鍛模塊采用大大型鍛壓設(shè)備備生產(chǎn)，制造造工藝復(fù)雜，，成本較高。。而采用電渣渣熔鑄工藝生生產(chǎn)雙金屬模模塊能克服上上述缺點(diǎn)。二、機(jī)鍛模、、熱擠壓模材材料及熱處理理（一）對(duì)機(jī)鍛鍛模、熱擠壓壓模材料的工工作條件及性性能要求1）工作條件件靜載荷很大而而沖擊載荷較較小，工作溫溫度較高，受受坯料流動(dòng)摩摩擦更為劇烈烈。2）性性能要要求：：對(duì)材材料的的熱強(qiáng)強(qiáng)性、、耐磨磨性、、熱疲疲勞抗抗力等等提出出更高高的要要求。。（二））機(jī)鍛鍛模、、熱擠擠壓模模材料料1）含含鎢較較多的的鋼（（簡(jiǎn)稱稱為鎢鎢系鋼鋼）鋼種：：代表表性的的傳統(tǒng)統(tǒng)鋼種種是3Cr2W8V鋼。。3Cr2W8V鋼：：應(yīng)用：：一般般用于于制造造在高高溫下下長(zhǎng)時(shí)時(shí)受熱熱、不不受急急冷急急熱、、動(dòng)負(fù)負(fù)荷較較小的的熱作作模具具。4Cr3Mo3W4VNb（（代號(hào)GR）和和3Cr3Mo3W2V（代代號(hào)HM1）：：性能：這這兩種鋼鋼的回火火抗力、、高溫強(qiáng)強(qiáng)度、熱熱疲勞抗抗力和耐耐磨性均均優(yōu)于3Cr2W8V鋼，并并保持一一定的韌韌性。應(yīng)用：用用它來(lái)代代替3Cr2W8V鋼鋼制造熱熱擠壓模模和壓力力機(jī)模具具，不易易產(chǎn)生熱熱疲勞失失效，可可顯著提提高模具具的使用用壽命。。2）含鉻鉻較多的的鋼主要鋼種種：4Cr5MoSiV（代代號(hào)H11）、、4Cr5MoSiV1（（代號(hào)號(hào)H13）、4Cr5W2VSi（代號(hào)號(hào)H12）、4Cr5Mo2MnVSi（代號(hào)號(hào)H10）等等鋼。應(yīng)用：國(guó)國(guó)外已廣廣泛用來(lái)來(lái)制造承承受急冷冷急熱的的機(jī)鍛模模和熱擠擠壓模。。3）鉻鉬鉬鋼和基基體鋼鉻鉬鋼：：2Cr3Mo3VNb（代代號(hào)HM3）、、4Cr3Mo2MnVNb（代代號(hào)Y4）、4Cr3Mo2NiVNb（（代號(hào)HD）等等鋼。性能特點(diǎn)點(diǎn)：這類類鋼的回回火抗力力及熱穩(wěn)穩(wěn)定性高高于鉻系系鋼，而而與鎢系系鋼相近近，有的的甚至超超過(guò)3Cr2W8V鋼鋼。HM3鋼鋼：應(yīng)用：它它除了用用于制造造壓力機(jī)機(jī)鍛造模模平鍛機(jī)機(jī)鍛模外外，還可可用于制制造錘鍛鍛模鑲塊塊及小型型錘鍛模模，其工工作壽命命明顯高高于使用用5CrNiMo、4Cr5W2VSi、、3Cr2W8V等鋼鋼制造的的這些膜膜具。HD鋼：：應(yīng)用：用用HD鋼鋼制造的的熱擠壓壓沖頭，，經(jīng)適當(dāng)當(dāng)?shù)臒崽幪幚砗螅?，其工作作壽命比?Cr2W8V鋼沖頭頭提高1倍。Y4鋼：：應(yīng)用：可可用來(lái)代代替3Cr2W8V鋼鋼制造中中小型壓壓力機(jī)鍛鍛模、熱熱擠壓模模，并能能提高使使用壽命命。b.基體體鋼：5Cr4Mo3SiMnVAl（代代號(hào)012Al）、6Cr4Mo3Ni2WV（（代號(hào)CG-2）、5Cr4W5Mo2V（代號(hào)號(hào)RM2）、5Cr4W2Mo2VSi等鋼。。012Al和CG-2：應(yīng)用：用用它們制制作壓力力機(jī)熱壓壓沖頭及及凹模，，其壽命命均高于于3Cr2W8V鋼。。RM2鋼鋼和5Cr4W2Mo2VSi鋼鋼：應(yīng)用：用用這兩種種鋼制造造熱擠壓壓模具，，尤其是是用來(lái)制制造沖頭頭，其工工作壽命命也遠(yuǎn)高高于3Cr2W8V鋼鋼。4）高錳錳奧氏體體熱強(qiáng)鋼鋼鋼號(hào)：新新型無(wú)磁磁性模具具鋼7Mn15Cr2Al3V2WMo（（代號(hào)70Mn15））補(bǔ)充：固溶體：：當(dāng)合金金由液態(tài)態(tài)結(jié)晶為為固態(tài)時(shí)時(shí)，組元元間仍能能相互溶溶解而形形成的均均勻相。。固溶強(qiáng)化化：通過(guò)過(guò)溶入某某種溶質(zhì)質(zhì)元素形形成固溶溶體而使使金屬的的強(qiáng)度、、硬度升升高的現(xiàn)現(xiàn)象，稱稱為固溶溶強(qiáng)化。。時(shí)效：一一般講，，凡是用用淬火或或快速冷冷卻的方方式獲得得過(guò)飽和和固溶體體，然后后過(guò)飽和和固溶體體進(jìn)行分分解的過(guò)過(guò)程，都都稱為時(shí)時(shí)效。沉淀強(qiáng)化化（彌散散強(qiáng)化））：高溫溫下，從從過(guò)飽和和固溶體體中析出出細(xì)小、、分散的的第二相相或更多多相，使使鋼的強(qiáng)強(qiáng)度、硬硬度及蠕蠕變極限限升高，，塑性、、韌性降降低。（2）硬硬質(zhì)合金金和鋼結(jié)結(jié)硬質(zhì)合合金a.硬質(zhì)質(zhì)合金用YG20制成成加工氣氣閥挺桿桿熱鐓擠擠模模具具鑲塊，，工作壽壽命是用用3Cr2W8V鋼的的3倍。。b.鋼結(jié)結(jié)硬質(zhì)合合金5）耐熱熱合金和和硬質(zhì)合合金（1）耐熱合合金：鎳基合合金（尼莫尼尼克合金）牌號(hào)：尼莫尼尼克75、80、85、、90、100等。應(yīng)用：這些合合金可用于制制作擠壓耐熱熱鋼零件或擠擠壓鋼管的凹凹?；蛐陌簟?。三、熱切邊模模材料及熱處處理（一）工作條條件模具刃口承受受較大的擠壓壓、摩擦和一一定的沖擊載載荷，同時(shí)還還受鍛坯的傳傳熱而升溫，，溫度可達(dá)300～400°C。（二）失效形形式凹模的主要失失效形式是磨磨損和崩刃，，凸模則主要要是斷裂與磨磨損。（三）性能要要求熱切邊模要求求一定溫度下下的高耐磨性性和較好的強(qiáng)強(qiáng)韌性。（四）選材1）8Cr3鋼：特點(diǎn)：8Cr3鋼是在T8鋼的基礎(chǔ)礎(chǔ)上添加3.2～3.8%Cr，既既能提高基體體的強(qiáng)韌性，，又能形成均均勻細(xì)小的碳碳化物，從而而提高耐磨性性。2）當(dāng)模具經(jīng)經(jīng)常發(fā)生崩刃刃損壞時(shí)，可可選用強(qiáng)韌性性高的熱模鋼鋼，如5CrNiMo、、5CrMnMo、4CrW2Si、4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1等鋼。。3）大型或形形狀復(fù)雜的熱熱切邊?？刹刹捎媒M合式結(jié)結(jié)構(gòu)，將兩個(gè)個(gè)或兩個(gè)以上上的模具刃口口鑲塊鑲?cè)肽ＤＬ讟?gòu)成。（五）熱處理理熱處理工藝：：淬火＋中溫溫回火。規(guī)律：凸模一一般不要求很很高的耐磨性性，硬度可取取35～45HRC；凹凹模則要求耐耐磨，可取較較高的硬度，，如43～45HRC。。四、壓鑄模材材料及熱處理理（一）對(duì)壓鑄鑄模材料的性性能要求壓鑄模的主要要失效形式：：首先是熱疲疲勞，其次是是高溫塑性變變形，再次是是熱熔蝕，最最后是熱磨損損。性能要求：（1）熱疲勞勞抗力（2）高溫強(qiáng)強(qiáng)度（3）耐熱熔熔蝕性（4）耐熱磨磨性熱磨：壓鑄模模的磨損除了了受液態(tài)金屬屬的沖蝕外，，還受來(lái)自壓壓鑄件脫模時(shí)時(shí)的摩擦作用用。耐熱磨性：：這要求模模具材料有有一定的高高溫硬度和和抗氧化性性。（二）壓鑄鑄模材料及及熱處理特特點(diǎn)－自學(xué)學(xué)第三節(jié)塑塑料料模具的選選材及熱處處理一、塑料模模具的工作作條件塑料模按成成形固化不不同可分為為熱固性和和熱塑性成成形塑料模模。塑料模具的的工作條件件二、塑料模模具的失效效分析1.磨損失失效主要表現(xiàn)為為尺寸磨損損超差，粗粗糙度值因因拉毛而變變高，表面面質(zhì)量惡化化。尤其是是固態(tài)物料料進(jìn)入型腔腔時(shí)加劇磨磨損。2.塑性變變形失效當(dāng)塑性變形形引起表面面皺紋凹陷陷、麻點(diǎn)、、棱角堆塌塌超過(guò)要求求限度而造造成失效。。3.斷裂失失效它的危害性性較大，主主要發(fā)生在在塑料模形形狀復(fù)雜，，多棱角薄薄邊，應(yīng)力力集中嚴(yán)重重而韌性不不足處。有有時(shí)合金工工具鋼不充充分回火時(shí)時(shí)也可發(fā)生生。三、對(duì)塑料料模具材料料的性能要要求（一）對(duì)材材料使用性性能的要求求1.較高的的硬度、耐耐磨性和耐耐蝕性2.較高的的強(qiáng)度、韌韌性和疲勞勞強(qiáng)度3.一定的的熱強(qiáng)度和和熱疲勞強(qiáng)強(qiáng)度（二）對(duì)材材料工藝性性能的要求求良好的切削削加工性和和表面拋光光性當(dāng)塑料制品品形狀復(fù)雜雜，且要求求表面質(zhì)量量很高或者者表面有精精細(xì)的花紋紋、圖案時(shí)，要要求模具材材料便于切切削、易于于拋光，且且有良好的的光刻蝕性性。2.良好好的熱處理理工藝性和和表面處理理工藝性塑料模具的的高精度，，要求材料料熱處理工工藝簡(jiǎn)單，，變形較小小。3.其它加加工工藝性性對(duì)采用冷擠擠壓加工型型腔的模具具，要求材材料退火后后塑性好，，變形抗力??；；對(duì)大型復(fù)復(fù)雜模具，，要求材料料具有良好好的焊補(bǔ)工工藝性，以便局部損損傷能夠方方便地修復(fù)復(fù)等。四、塑料模模用鋼（一）切削削加工成形形塑料模用用鋼1.切削加加工塑料模模用鋼要求求1）經(jīng)淬火火及250°C以上回回火后，具具有足夠的的強(qiáng)度、韌韌性、耐熱熱、耐磨、、抗蝕等性性能。2）切削加加工性能：：模塊退火火后硬度一一般以不超超過(guò)227HBS為為宜，且基基體組織細(xì)細(xì)密、均勻勻、夾雜物物少，在硬硬化狀態(tài)下下易于拋光光成鏡面。。3）鍛造工工藝性：可可鍛溫度范范圍寬，塑塑性好；對(duì)對(duì)鍛后冷卻卻速度不敏敏感；冷裂裂傾向及析析出網(wǎng)狀及及帶狀碳化化物的傾向向輕微。4）熱處理理工藝性要要求：有足足夠的淬透透性，其心心部硬度在在30～35HRC以上。過(guò)過(guò)熱、脫碳碳及回火脆脆性傾向性性小。2.常用材材料1）多以調(diào)調(diào)質(zhì)鋼為主主，調(diào)質(zhì)處處理前后進(jìn)進(jìn)行加工，，也有其它它鋼種；2）滲碳鋼鋼：20、、20Cr、12CrNi3A；3）碳素工工具鋼：T10A、、T7A；；4）合金工工具鋼：9Mn2V、MnCrWV、、9CrWMn；