模具材料和熱處理技術(shù)

模具材料和熱處理技術(shù)第1頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.1模具材料概述模具材料的種類(lèi)很多，通常按照模具鋼種類(lèi)進(jìn)行分類(lèi)，模具鋼分為冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼、玻璃模具鋼和壓鑄模具鋼。其他模具材料包括：鑄鐵、有色金屬及合金、硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金及非金屬材料。第2頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）硬度

（2）強(qiáng)度

（3）耐磨性

（4）韌性6.1.1模具材料的一般性能要求1．使用性能第3頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）熱加工工藝性能（2）冷加工工藝性能（3）淬硬性和淬透性（4）淬火溫度和熱處理變形（5）脫碳敏感性

2．工藝性能第4頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

①

使用性能足夠。②

工藝性能良好。③

供應(yīng)上能保證。④

經(jīng)濟(jì)性合理。

6.1.2模具選材的一般原則第5頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.1.3模具材料的分類(lèi)第6頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

①

由于壓力加工工藝迅速發(fā)展，新工藝不斷出現(xiàn)，對(duì)模具材料的性能要求也越來(lái)越高。②

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，在模具中廣泛應(yīng)用。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。6.1.4模具材料的發(fā)展趨勢(shì)第7頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.2冷作模具材料及熱處理冷作模具是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行壓力加工或其他加工所使用的模具。在模具制造中，目前應(yīng)用最多的冷作模具材料是冷作模具鋼和硬質(zhì)合金。制造模具的材料特性、熱處理方式或工藝等是模具制造的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)制造和使用要求合理地選擇冷作模具材料則更重要。第8頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

沖裁模的正常失效形式主要是磨損，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用，刃口會(huì)逐漸變得圓鈍。當(dāng)磨損到一定程度，沖裁件則產(chǎn)生毛刺而影響制件質(zhì)量。沖裁模具用鋼的主要性能要求應(yīng)滿(mǎn)足高硬度和高耐磨性；應(yīng)具有足夠的抗壓和抗彎強(qiáng)度，同時(shí)應(yīng)具有適當(dāng)?shù)捻g性。

6.2.1冷作模具材料的使用性能要求1．沖裁模具鋼性能的要求第9頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月冷鐓模的主要失效形式是：凸、凹模工作表面的磨損擦傷、凸模折斷、凹模開(kāi)裂、凸模鐓粗而凹模模口脹大和棱角堆塌等。鑒于冷鐓模的工作條件惡劣，首先要求其要有足夠的硬度。在通常情況下，凸模的硬度為

60～62HRC，凹模的硬度為58～60HRC。

2．冷礅模具鋼性能的要求第10頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

成型模具的主要失效形式是磨損，而拉拔模具除了嚴(yán)重的磨損以外，還會(huì)產(chǎn)生膠合現(xiàn)象。拉拔模的性能要求主要是具有較高的耐磨性，凸模硬度一般要求是58～62HRC，凹模硬度要求是62～64HRC，并且還要求具有良好的抗咬合性。成型模具的耐磨性要求比較低，

通常凸模的硬度為54～58HRC，凹模的硬度為56～60HRC，但要求韌性較高。

3．冷拔模具與成型模具鋼性能的要求第11頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月冷作模具鋼的熱處理技術(shù)要求具有如下特點(diǎn)。①

淬透性和淬硬性。②

耐回火性。③

過(guò)熱敏感性。④

氧化脫碳傾向。⑤

淬火變形和開(kāi)裂傾向。

6.2.2冷作模具鋼的分類(lèi)、性能和熱處理第12頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）低淬透性冷作模具鋼的性能低淬透性冷作模具鋼的特點(diǎn)是含合金元素少，回火抗力低，淬透性低，硬化層淺，因而其承載能力低。這類(lèi)鋼的主要用途是各種中、小批量生產(chǎn)的冷沖模，以及需要在薄殼硬化狀態(tài)使用的整體式冷鐓模、沖剪工具。1．低淬透性冷作模具鋼及熱處理第13頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（2）低淬透性冷作模具鋼的種類(lèi)低淬透性冷作模具鋼包括T7A、T8A、T12A、T10A、8MnSi、Cr2、9Cr2、Cr06、GCr15、CrW5。（3）低淬透性冷作模具鋼的實(shí)例例1：T10A鋼例2：Cr2鋼第14頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）低變形冷作模具鋼的性能低變形冷作模具鋼的基本優(yōu)點(diǎn)是具有較好的淬硬性（61～64HRC）和淬透性，

60～120mm工件能于油或硝鹽中淬硬，淬火操作簡(jiǎn)便，淬裂、變形傾向低，并易于控制。低變形冷作模具鋼經(jīng)淬火和低溫回火后含有8%～15%

的殘余奧氏體和5%～10%

的碳化物。殘余奧氏體在250℃左右回火后分解，使體積膨脹，并加劇低溫回火脆性。

2．低變形冷作模具鋼及熱處理第15頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（2）低變形冷作模具鋼的種類(lèi)包括CrWMn、9Mn2V、9CrWMn、9Mn2、MnCrWV、SiMnMo。（3）低變形冷作模具鋼的實(shí)例例1：CrWMn鋼例2：9Mn2V鋼第16頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）高耐磨微變形冷作模具鋼的性能高耐磨微變形冷作模具鋼的特點(diǎn)是具有高淬透性、微變形、高耐磨性、高熱穩(wěn)定性、高的抗壓強(qiáng)度（僅次于高速鋼），是制造冷沖裁模、冷鐓模、螺紋搓絲板的主要材料，這種鋼的消耗量在冷作模具鋼中居于首位。3．高耐磨微變形冷作模具鋼及熱處理第17頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（2）高耐磨微變形冷作模具鋼的種類(lèi)包括Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1、Cr5Mo1V、Cr4W2MoV、Cr12Mn2SiWMoV、Cr6WV、Cr6W3Mo2.5V2.5。（3）高耐磨微變形冷作模具鋼的實(shí)例例1：Cr12鋼例2：Cr12MoV鋼第18頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）高強(qiáng)度高耐磨冷作模具鋼的性能高強(qiáng)度高耐磨冷作模具鋼的具有高強(qiáng)度、高抗壓性、高耐磨性和高熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)，主要用于制造重負(fù)荷沖頭，如冷擠壓黑色金屬的凸模，冷鐓沖頭，中厚鋼板孔沖頭；直徑小于5mm～6mm的小凸模，以及用于沖裁奧氏體鋼、彈簧鋼、高強(qiáng)度鋼板的中、小型凸模和粉末冶金模等。4．高強(qiáng)度高耐磨冷作模具鋼及熱處理第19頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（2）高強(qiáng)度高耐磨冷作模具鋼的種類(lèi)包括W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N等高速鋼。（3）高強(qiáng)度高耐磨冷作模具鋼的實(shí)例例1：W18Cr4V鋼例2：W6Mo5Cr4V2鋼第20頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）高強(qiáng)韌性冷作模具鋼的性能高強(qiáng)韌性冷作模具鋼的強(qiáng)度、韌性、沖擊疲勞斷裂抗力，均優(yōu)于高速鋼或高碳高鉻鋼，而抗壓性和耐磨性稍遜于前者。使用壽命比高速鋼或高碳高鉻鋼大幅提高。5．高強(qiáng)韌性冷作模具鋼及熱處理第21頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（2）高強(qiáng)韌性冷作模具鋼的種類(lèi)包括6W6Mo5Cr4V、65Cr4W3Mo2VNb、7Gr7Mo2V2Si、7GrSiMnMoV、6GrNiSiMnMoV、8Gr2MnWMoVS。（3）高強(qiáng)韌性冷作模具鋼的實(shí)例例1：6W6Mo5Cr4V鋼例2：7Gr7Mo2V2Si鋼第22頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）抗沖擊冷作模具鋼的性能抗沖擊冷作模具鋼的特點(diǎn)是過(guò)剩碳化物少，組織均勻，由于多元合金的固溶強(qiáng)化作用和回火碳化物的彌散強(qiáng)化，使其具有高強(qiáng)度、高韌性、高沖擊疲勞抗力，主要用于沖剪工具和大、中型冷鐓模、精壓模等?？箾_擊冷作模具鋼的弱點(diǎn)是抗壓能力低，熱穩(wěn)定性差，淬火變形難以控制。6．抗沖擊冷作模具鋼及熱處理第23頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（2）抗沖擊冷作模具鋼的種類(lèi)包括4GrW2Si、5GrW2Si、6GrW2Si、9GrSi、60Si2Mn、5GrMnMo、5GrNiMo、5SiMnMoV等。（3）抗沖擊冷作模具鋼的實(shí)例例1：60Si2Mn鋼例2：4GrW2Si鋼第24頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）特殊用途冷作模具鋼的性能特殊用途冷作模具鋼主要包括耐腐蝕模具鋼和無(wú)磁模具鋼。耐腐蝕模具鋼制造的模具，除了應(yīng)具有冷作模具的一般使用性能外，還要求具備良好的耐腐蝕性。無(wú)磁模具鋼除了應(yīng)具有冷作模具的一般使用性能外，還要求在磁場(chǎng)中使用不被磁化。常用的材料有奧氏體不銹鋼和奧氏體耐熱鋼。7．特殊用途冷作模具鋼及熱處理第25頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（2）特殊用途冷作模具鋼的種類(lèi)特殊用途冷作模具鋼中，9Gr18、Gr18MoV、Gr14Mo、Gr14Mo4等為耐腐蝕模具鋼；1Gr18Ni9Ti、5Gr21Mn9Ni4W、7Mn15Gr2Al3V2WMo等為無(wú)磁模具鋼。（3）特殊用途冷作模具鋼的實(shí)例例1：9Gr18鋼例2：7Mn15Gr2Al3V2WMo鋼第26頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）硬質(zhì)合金模具材料的性能硬質(zhì)合金模具材料包括普通硬質(zhì)合金（簡(jiǎn)稱(chēng)硬質(zhì)合金）和鋼結(jié)硬質(zhì)合金兩類(lèi)。硬質(zhì)合金有高的耐磨性和熱硬性，高的抗壓強(qiáng)度，其耐磨性比高速鋼高15～20倍，常用來(lái)制作高效率、高精度的模具，如沖裁模、冷鐓模、熱擠壓模，特別是用來(lái)制作多工位級(jí)進(jìn)模的凸凹模部分。但是硬質(zhì)合金比較脆，抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性差，且不能進(jìn)行機(jī)械加工，所以其使用受到一定限制。8．硬質(zhì)合金模具材料及熱處理第27頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（2）硬質(zhì)合金模具材料的種類(lèi)普通硬質(zhì)合金包括YG8、YG15、YG20、YG25等。鋼結(jié)硬質(zhì)合金包括GT23、TLMW50、DT等。我國(guó)生產(chǎn)的鋼結(jié)硬質(zhì)合金的熱處理規(guī)范如表6-2所示。第28頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.3熱作模具材料及熱處理熱作模具主要用于熱變形加工和壓力鑄造的模具。熱作模具在工作中承受著很大的沖擊力，模腔和高溫金屬接觸后，模具本身溫度達(dá)300℃～400℃，局部可達(dá)500℃～700℃，有的甚至達(dá)到1

000℃左右，還要經(jīng)受反復(fù)的加熱和冷卻。在時(shí)冷時(shí)熱狀態(tài)下，容易使模具的工作表面產(chǎn)生熱疲勞裂紋，另外熾熱金屬被強(qiáng)制變形時(shí)，與模具型腔表面摩擦，模具極易磨損并且硬度降低。第29頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月錘鍛模具工作時(shí)受到很大的壓力和沖擊載荷作用，而且沖擊頻率很高，模具型腔表面受到高溫金屬的不斷加熱，可使模具升溫到300℃～400℃，局部溫度達(dá)到500℃～600℃。對(duì)錘鍛模具的性能要求是：具有較高硬度和良好的韌性；具有良好的耐磨性和耐冷熱疲勞性；由于模具尺寸比較大，應(yīng)具有很高的淬透性。

6.3.1熱作模具材料的使用性能要求1．錘鍛模具第30頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月熱擠壓模具的工作條件比較差，同時(shí)承受壓縮力和彎曲力，脫模時(shí)還承受一定的拉應(yīng)力，還受到?jīng)_擊載荷的作用；模具與高熱金屬接觸時(shí)間較長(zhǎng)，使其受熱溫度比錘鍛模具溫度更高。熱擠壓模具的性能要求是：具有較高的熱穩(wěn)定性，有良好的抗冷熱疲勞強(qiáng)度，有較高的耐高溫強(qiáng)度和足夠的韌性。

2．熱擠壓模具第31頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月壓鑄模具的失效形式有熱疲勞開(kāi)裂、熱磨損和熱熔蝕。對(duì)壓鑄模具的性能要求是：具有較高的耐熱性和良好的高溫力學(xué)性能；具有優(yōu)良的耐冷熱疲勞性和較高的導(dǎo)熱率；具有良好的抗氧化性和耐蝕性；具有較高的淬透性。凹模的硬度為56～60HRC，但要求韌性較高。

3．壓鑄模具第32頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月熱沖切模具由切邊凹模和凸模組成，在切邊時(shí)凸模無(wú)刃口，只起傳力作用，由凹模切除飛邊、連皮。失效形式是刃口磨損、崩刃、卷邊等。熱沖切模具的主要性能要求是：具有較高的耐磨性，較高的硬度和熱硬性；為避免崩刃，應(yīng)具有一定的韌性；應(yīng)具有良好的工藝性。

4．熱沖切模具第33頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月熱作模具鋼的熱處理技術(shù)要求具有如下特點(diǎn)。①淬透性和淬硬性。②熱處理變形性。③脫碳敏感性。6.3.2熱作模具鋼的分類(lèi)、性能和熱處理第34頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）低耐熱高韌性熱作模具鋼的性能低耐熱高韌性熱作模具鋼主要用于生產(chǎn)承受很大沖擊載荷的錘鍛模、平鍛機(jī)鍛模、大型壓力機(jī)鍛模等，是在高溫下通過(guò)沖擊加壓強(qiáng)迫金屬成形的模具，鍛模型腔與熾熱的工件表面會(huì)產(chǎn)生劇烈摩擦。因此要求鋼沖擊韌度好、淬透性高、導(dǎo)熱性能好、有較高的熱疲勞能力，同時(shí)還應(yīng)具有好的耐熱性、抗氧化性和加工工藝性。1．低耐熱高韌性熱作模具鋼及熱處理第35頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（2）低耐熱高韌性熱作模具鋼的種類(lèi)低耐熱高韌性熱作模具鋼包括5CrNiMo、5CrMnMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoV、45Cr2NiMoVSi等。（3）低耐熱高韌性熱作模具鋼的實(shí)例例1：5CrNiMo鋼

例2：4CrMnSiMoV鋼第36頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）中耐熱韌性熱作模具鋼的性能許多熱擠壓模、熱鐓鍛模、精鍛模以及在鍛壓機(jī)、高速錘上的模具等都是在繁重的條件下工作的。這些模具工作時(shí)需要長(zhǎng)時(shí)間與被加工金屬接觸，受熱溫度往往比錘鍛模具要高，特別是當(dāng)加工黑色金屬及難熔金屬時(shí)。要求模具鋼具有高的熱穩(wěn)定性、比較高的高溫強(qiáng)度和耐熱疲勞性以及高的耐磨性。2．中耐熱韌性熱作模具鋼及熱處理第37頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（2）中耐熱韌性熱作模具鋼的種類(lèi)中耐熱韌性熱作模具鋼主要包括4Cr5MoSiV（H11）、4Cr5MoSiV1（H13）、4Cr5W2SiV、3Cr3Mo3W2V（HM1）、25Cr3Mo3VNb（HM3）、2Cr3Mo2NiVSi（PH）等。（3）中耐熱韌性熱作模具鋼的實(shí)例例1：4Cr5MoSiV（H11）鋼例2：3Cr3Mo3W2V（HM1）鋼第38頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）高耐熱熱作模具鋼的性能高耐熱熱作模具鋼主要用于較高溫度下工作的熱頂鍛模具、熱擠壓模具、銅及黑色金屬的壓鑄模具、壓力機(jī)模具等。其中壓力鑄造是在高的壓力下，使熔融的金屬擠滿(mǎn)型腔而壓鑄成型，在工作過(guò)程中模具反復(fù)與熾熱金屬接觸，因此要求有較高的回火抗力和熱穩(wěn)定性。3．高耐熱熱作模具鋼及熱處理第39頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（2）高耐熱熱作模具鋼的種類(lèi)高耐熱熱作模具鋼主要包括3Cr2W8V（H21）、5Cr4W5Mo2V、5Cr4Mo3SiMnVAl、4Cr3MoW4VNb、6Cr4Mo3Ni2WV、4Cr3Mo2NiVNbB等。（3）高耐熱熱作模具鋼的實(shí)例例1：3Cr2W8V（H21）鋼

例2：4Cr3Mo2NiVNbB鋼第40頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）奧氏體熱作模具鋼近年來(lái)為了滿(mǎn)足模具在750℃以上能耐高溫、耐蝕、抗氧化要求而引入的奧氏體耐熱鋼。奧氏體耐熱鋼的優(yōu)點(diǎn)是組織比較穩(wěn)定，在加熱和冷卻過(guò)程中均不發(fā)生相變，具有很高的高溫強(qiáng)度和耐熱性，缺點(diǎn)是線(xiàn)膨脹系數(shù)大，導(dǎo)熱性差，降低了熱疲勞性能，不適宜作為強(qiáng)烈水冷的模具材料。奧氏體耐熱鋼主要包括鉻鎳系奧氏體鋼和高錳系奧氏體鋼。4．特殊用途的熱作模具鋼及熱處理第41頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（2）高溫合金當(dāng)擠壓耐熱鋼管時(shí)，模具型腔溫度會(huì)高達(dá)900℃～1

000℃，就需要采用高溫合金來(lái)制造模具，如鐵基、鎳基、鈷基合金，常用的鎳基合金中，以尼莫尼克100號(hào)熱強(qiáng)度最高，在900℃時(shí)持久強(qiáng)度仍有150MPa，可用于制作擠壓耐熱鋼零件或擠壓銅管的凹模及芯棒。第42頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（3）難熔合金通常將熔點(diǎn)在1

700℃以上的金屬稱(chēng)為難熔金屬。鉬基合金的熱強(qiáng)度和持久強(qiáng)度較高，熱導(dǎo)性好，熱膨脹小，因此幾乎不引起熱裂。用鉬基合金作壓鑄模具用得比較成功，主要用于銅合金、鋼鐵材料的壓鑄模，也可用作鈦合金、耐熱鋼的熱擠壓模，其使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他各種熱作模具鋼。

第43頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.4塑料模具材料及熱處理隨著塑料產(chǎn)量的提高和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，對(duì)塑料模具提出了越來(lái)越高的要求，促進(jìn)了塑料模具的不斷發(fā)展，同時(shí)也帶動(dòng)了塑料模具材料的快速發(fā)展，主要表現(xiàn)在塑料模具材料的開(kāi)發(fā)加快，品種迅速增加，但目前塑料模具材料仍然以鋼材為主。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的塑料模用鋼已占全部模具用鋼的一半以上。合理地選擇塑料模具材料及熱處理工藝對(duì)保證塑料模具質(zhì)量，提高塑料模具使用壽命和降低生產(chǎn)成本具有重要作用。第44頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月塑料模具按照成型固化不同可以分為熱固性成型塑料模和熱塑性成型塑料模。熱固性成型塑料模，如壓塑模，工作時(shí)塑料呈固態(tài)粉末料或預(yù)制坯料，加入型腔并在一定溫度下經(jīng)熱壓成型。熱塑性成型塑料模，如注射模、擠壓模，工作時(shí)塑料在粘流狀態(tài)下通過(guò)注射、擠壓等方法進(jìn)入型腔并加工成型。塑料模具的工作條件如表6-3所示。

6.4.1塑料模具的工作條件第45頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1．磨損失效

2．塑性變形失效

3．?dāng)嗔咽?.4.2塑料模具的失效分析第46頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）較高的硬度和耐磨性。（2）一定的耐熱和耐蝕性。（3）良好的尺寸穩(wěn)定性。（4）良好的熱導(dǎo)性。6.4.3塑料模具材料的性能要求1．塑料模具材料的使用性能要求第47頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）良好的切削加工性。（2）良好的冷壓成型性。（3）熱處理工藝性。（4）焊接性能。2．塑料模具材料的工藝性能要求第48頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月塑料模具鋼的熱處理技術(shù)要求具有如下特點(diǎn)。①

保證適中的硬度和良好的韌性。

②

保證淬火變形小。

③

模具在熱處理時(shí)，應(yīng)特別注意對(duì)型腔表面的保護(hù)，防止其產(chǎn)生各種熱處理缺陷。④

熱固性塑料模具長(zhǎng)期在受熱，受壓條件下工作，熱處理應(yīng)具有較高的抗塌陷能力。

6.4.4塑料模具鋼的分類(lèi)、性能和熱處理第49頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）滲碳型塑料模具鋼的性能滲碳型塑料模具鋼主要應(yīng)用于冷擠壓成型塑料模具，一般要求含碳量較低，含碳量為0.1%～0.25%，同時(shí)鋼中加入Cr、Ni元素，以能提高鋼的淬透性，并且對(duì)鐵素體固溶強(qiáng)化作用也較小，而Si元素的含量應(yīng)盡量低。此類(lèi)鋼在冷擠壓成型后一般需要進(jìn)行滲碳和淬火、回火處理，可使模具型腔表面具有高的硬度和耐磨性，表面硬度可以達(dá)到58～62HRC，而中心部分具有較好的韌性。1．滲碳型塑料模具鋼第50頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（2）滲碳型塑料模具鋼的種類(lèi)我國(guó)滲碳型塑料模具鋼常用的種類(lèi)有碳素滲碳鋼和合金滲碳鋼，前者有10、20鋼，后者有20Cr、12CrNi3A、20Cr2Ni4、2CrNi3MoAlS等。（3）滲碳型塑料模具鋼的實(shí)例例1：20Cr鋼

例2：20Cr2Ni4鋼第51頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）預(yù)硬型塑料模具鋼的性能預(yù)硬型塑料模具鋼是鋼廠(chǎng)供貨時(shí)已預(yù)先對(duì)模具鋼進(jìn)行了熱處理，使之達(dá)到了模具使用時(shí)的硬度。根據(jù)模具的工作條件，這個(gè)硬度范圍變化較大，較低硬度為25～35HRC，較高硬度為40～50HRC。這樣模具切削加工成形后不再進(jìn)行熱處理而直接進(jìn)行使用，從而避免了由于熱處理而引起的模具變形和裂紋問(wèn)題。2．預(yù)硬型塑料模具鋼第52頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（2）預(yù)硬型塑料模具鋼的種類(lèi)預(yù)硬型塑料模具鋼分為調(diào)質(zhì)預(yù)硬型塑料模具鋼和易切削預(yù)硬型塑料模具鋼。前者常用的種類(lèi)有10、20鋼，后者有3CrMo、3Cr2MnNiMo、42CrMo、4Cr5MoSiV等。后者常用的種類(lèi)有5CrNiMnMoSCa、8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）、40CrMnVBSCa、Y55CrNiMnMoV（SM1）等。（3）預(yù)硬型塑料模具鋼的熱處理工藝實(shí)例例1：3CrMo（P20）鋼例2：5CrNiMnMoSCa（簡(jiǎn)稱(chēng)5NiSCa）鋼第53頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）時(shí)效硬化型塑料模具鋼的性能時(shí)效硬化型塑料模具鋼的特點(diǎn)是含碳量低，合金度較高，經(jīng)高溫淬火（固溶處理）后，鋼處于軟化狀態(tài)，組織為單一的過(guò)飽和固溶體。若將其在一較低溫度進(jìn)行時(shí)效處理后，固溶體中能析出細(xì)小彌散的金屬化合物，使模具鋼的硬度和強(qiáng)度大幅度提高，并且，這一強(qiáng)化過(guò)程引起的尺寸、形狀變化極小。因此，此類(lèi)鋼制造模具時(shí)，可在固溶處理后進(jìn)行模具的機(jī)械成形加工，然后通過(guò)時(shí)效處理，使模具獲得較高的強(qiáng)度和硬度，這就有效的保證模具的最終尺寸和形狀精度。3．時(shí)效硬化型塑料模具鋼第54頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）時(shí)效硬化型塑料模具鋼的種類(lèi)

18Ni200、18Ni250、18Ni300、18Ni350、25CrNi3MoAl鋼、10Ni3MnMoCuAl（PMS）鋼、0Cr16Ni14Cu13Nb（PCR）鋼、20CrNi3AlMnMo（SM2）鋼等。（3）時(shí)效硬化型塑料模具鋼的熱處理工藝實(shí)例例1：25CrNi3MoAl鋼例2：20CrNi3AlMnMo（SM2）鋼第55頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）耐蝕型塑料模具鋼的性能在生產(chǎn)聚氯乙烯、聚苯乙烯和ABS加抗燃樹(shù)脂等化學(xué)性腐蝕塑料的塑料制品時(shí)，成形過(guò)程中會(huì)分解出腐蝕性氣體，并對(duì)模具產(chǎn)生腐蝕作用，為此要求模具材料必須具有較好的防腐蝕性能。耐蝕型塑料模具鋼除了要具有良好的腐蝕性能以外，和其他類(lèi)型的塑料模具鋼一樣，也需要一定的硬度、強(qiáng)度和耐磨性等使用性能要求。4．耐蝕型塑料模具鋼第56頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（2）耐蝕型塑料模具鋼的種類(lèi)常用的耐蝕型塑料模具鋼的鋼種有：高碳高鉻型耐蝕鋼，如9Cr18、9Cr18Mo、Cr18MoV、Cr14Mo4V、4Cr13等；馬氏體不銹耐酸鋼，如1Cr17Ni2；析出硬化不銹鋼，如0Cr16Ni4Cu3Nb等。（3）耐蝕型塑料模具鋼的熱處理工藝實(shí)例例1：9Cr18Mo鋼例2：0Cr16Ni4Cu3Nb（PCR）鋼第57頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）銅合金塑料模具材料的銅合金主要是鈹青銅，如ZCuBe2、ZCuBe2.4等。一般采用鑄造方法制模，不僅成本低，周期短，而且還可制出形狀復(fù)雜的模具。鈹青銅可以通過(guò)固溶時(shí)效處理實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化，固溶后合金處于軟化狀態(tài)，塑性較好，便于機(jī)械加工。鈹青銅適用于制造吹塑模、注射模等，以及一些高導(dǎo)熱性，高強(qiáng)度和高耐腐蝕性的塑料模。5．其他塑料模具材料及熱處理第58頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（2）鋁合金鋁合金的密度小，熔點(diǎn)低，加工性能和導(dǎo)熱性都優(yōu)于模具鋼，常用于塑料模具制造的鋁合金包括鑄造鋁合金和變形鋁合金。常用的鑄造鋁合金牌號(hào)是ZL101，它適于制作要求高導(dǎo)熱率，形狀復(fù)雜和制造周期短的塑料模具。變形鋁合金LC9也是一種常用于塑料模制造的鋁合金，由于它的強(qiáng)度比ZL101高，可制作要求強(qiáng)度較高且有良好導(dǎo)熱性的塑料模。第59頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（3）鋅合金用于制作塑料模具的鋅合金大多為Zn-4Al-3Cu共晶型合金，其主要化學(xué)成分如表6-8所示。用于塑料模具的鋅合金還有鈹鋅合金和鎳鈦鋅合金。鈹鋅合金有較高的硬度（150HBS），耐熱性好，所制作的注射模的使用壽命可達(dá)幾萬(wàn)至幾十萬(wàn)件。鎳鈦鋅合金由于鎳和鈦的加入可使強(qiáng)度、硬度提高，從而使模具壽命成倍增長(zhǎng)。第60頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.5模具表面硬化處理技術(shù)

模具表面硬化的目的是提高模具的耐用度模具的表面硬化方法，除了傳統(tǒng)的鍍硬鉻、氮化方法以外，現(xiàn)在，對(duì)模具進(jìn)行硬質(zhì)化合物涂覆處理已成為提高模具壽命最有效的方法之一。目前，適用于模具的硬質(zhì)化合物涂覆方法主要有化學(xué)氣相沉淀法（CVD）、物理氣相沉淀法（PVD）、在鹽浴中向工件表面浸鍍碳化物的方法（TD），

如表6－1所示。第61頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第62頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.5.1化學(xué)氣相沉淀法（CVD）

CVD法是在高溫下將盛放工件的爐內(nèi)抽成真空或通入氫氣，再導(dǎo)入反應(yīng)氣體。氣體的化學(xué)反應(yīng)在工件表面形成硬質(zhì)化合物涂層。對(duì)于模具，主要是氣相沉積TiC，其次是TiN和Al2O3

。氣相沉積TiC是將工件在氫氣保護(hù)下加熱到900～1100℃，再以氫氣作載流氣體將四氯化碳和碳?xì)浠衔铮ㄈ鏑H4）輸入盛放工件的反應(yīng)室內(nèi)，使之在基體表面發(fā)生氣相化學(xué)反應(yīng)，得到TiC涂層。第63頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、CVD法的優(yōu)點(diǎn)（1）處理溫