模具材料及熱處理-課件

模具材料及熱處理緒論一、模具工業(yè)的作用與地位

工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝設(shè)備電子汽車模具儀表家電通信電器電機(jī)模具的質(zhì)量所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量模具技術(shù)水平企業(yè)效益、新產(chǎn)品開發(fā)能力模具工業(yè)----百業(yè)之母、磁力工業(yè)二、模具材料應(yīng)用、發(fā)展概況及展望1.國外模具材料發(fā)展現(xiàn)狀

(1)研制出先進(jìn)的各種類型的冷、熱作模具鋼，并有較完整的系列。

(2)塑料模具鋼高速發(fā)展并系列化。

(3)模具鋼的品種、規(guī)格迅速向多樣化、精料化、制品化方向發(fā)展。

(4)模具鋼性能高級化。

(5)研究和開發(fā)新型模具材料。2.我國模具技術(shù)和材料的現(xiàn)狀及展望(1)我國模具技術(shù)大型復(fù)雜沖模---汽車覆蓋件模具多工位級進(jìn)模(高水平)---家電零件模具大型塑料模---電視塑殼模具、洗衣機(jī)全套塑料模具、

汽車保險(xiǎn)杠精密塑料模---照相機(jī)塑料模、多型腔小模數(shù)齒輪模大型、精密、復(fù)雜壓鑄模---自動扶梯整體踏板壓鑄模多工位級進(jìn)模大型塑料模---電視塑殼模汽車保險(xiǎn)杠模具鋼種系列化程度低鋼種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理模具鋼冶金質(zhì)量低、成材率低模具新材料宣傳和推廣力度不夠(2)我國模具材料現(xiàn)狀(3)展望

積極引進(jìn)、開發(fā)高性能鋼種，加強(qiáng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化工作，向?qū)I(yè)化、高級化方向發(fā)展。第1章材料的種類與金屬材料的性能1.1材料的種類一、材料從古到今，材料是基本資源，貫穿了人類生活的方方面面，與社會文明息息相關(guān)。石器時(shí)代

象形尊(西周)青銅器時(shí)代鐵器時(shí)代手錘銼刀“神舟”四號飛船成功返回國產(chǎn)渦噴-7渦輪噴氣發(fā)動機(jī)二、材料的分類分類方法特性和用途化學(xué)組成熱力學(xué)狀態(tài)結(jié)合鍵尺寸內(nèi)部原子排列1.化學(xué)組成---金屬材料和非金屬材料金屬材料黑色金屬(鋼鐵材料)有色金屬(鋁及其合金、銅及其合金

等)非金屬材料高分子材料(工程塑料、合成纖維、橡膠等)陶瓷(陶瓷、玻璃)復(fù)合材料2.特性和用途---結(jié)構(gòu)材料(考慮力學(xué)性能)和功能材料(考

慮物理和化學(xué)性能)3.內(nèi)部原子排列情況---晶體材料和非晶體材料5.尺寸---一維材料(纖維及晶須)

、二維材料(薄膜)、三

維材料(大塊)4.熱力學(xué)狀態(tài)---穩(wěn)態(tài)材料和亞穩(wěn)態(tài)材料金屬鍵—金屬6.結(jié)合鍵(較科學(xué)的方法)原子、離子或分子之間的結(jié)合力分子鍵—高分子共價(jià)鍵—陶瓷離子鍵—陶瓷(1)金屬鍵---金屬材料：強(qiáng)韌性好，塑性變形能力強(qiáng)，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好，為主要的工程材料。金屬鍵金屬鍵—金屬(2)分子鍵和共價(jià)鍵---高分子材料：耐蝕性、絕緣性好，密度小，加工成型性好，強(qiáng)度不高、硬度較低，耐熱性較差。(3)離子鍵、共價(jià)鍵---陶瓷材料：熔點(diǎn)高，硬度高，耐熱，耐磨，脆性大難以加工。(4)多種結(jié)合鍵---復(fù)合材料：強(qiáng)韌性好比強(qiáng)度、比剛度高，抗疲勞性好。共價(jià)鍵分子鍵離子鍵烯丙酰氯-苯乙烯分子鍵和共價(jià)鍵---高分子材料在機(jī)械、電氣、紡織、汽車、飛機(jī)、輪船等制造工業(yè)和化學(xué)、交通運(yùn)輸、航空航天等工業(yè)中廣泛應(yīng)用。提升機(jī)斗槽(耐磨)陶瓷制品陶瓷發(fā)動機(jī)離子鍵、共價(jià)鍵---陶瓷材料用于建筑材料，以及工程上的耐熱、耐蝕、耐磨零件。多種結(jié)合鍵---復(fù)合材料碳復(fù)合材料剎車盤碳纖維復(fù)合材料1.2金屬材料的性能一、物理性能1.密度和熔點(diǎn)

密度(1)根據(jù)體積，計(jì)算大型零件或毛坯的質(zhì)量；(2)根據(jù)密度不同，去除液態(tài)金屬中的雜質(zhì)。

熔點(diǎn)(1)高熔點(diǎn)的可以用于制造高溫零件；(2)低熔點(diǎn)的可以用于制造保險(xiǎn)絲；(3)熔點(diǎn)也是焊接、鑄造工藝中會涉及到的。2.熱學(xué)性能：導(dǎo)熱性、比熱容、熱膨脹系數(shù)導(dǎo)熱性(1)熱導(dǎo)率λ越大，導(dǎo)熱性越好，λ金屬＞λ非金屬＞λ氣；(2)導(dǎo)熱性差的在加熱過程中加熱速度要慢；(3)導(dǎo)熱性好的則可以用作散熱器。比熱容(C)(1)單位質(zhì)量的材料升高一度所需的能量；(2)等體積條件下測得的比熱容為Cv；(3)等壓條件下測得的比熱容為Cp。熱膨脹系數(shù)(1)線膨脹系數(shù)α1=(l2-l1)/l1t；(2)

陶瓷的α1要低于高分子材料和金屬材料的；(3)兩種材料的膨脹系數(shù)不同，可以用于執(zhí)行切斷電路；(4)鐵軌、橋梁要考慮熱脹冷縮，而預(yù)留孔隙和活動區(qū)間。3.電學(xué)性能:導(dǎo)電性、介電常數(shù)與介電強(qiáng)度、鐵電性能、超導(dǎo)電性4.磁學(xué)性能:磁導(dǎo)率、矯頑力二、化學(xué)性能1

耐蝕性腐蝕對金屬材料危害很大；高分子材料、陶瓷材料的耐蝕性很好。2抗氧化性金屬材料在高溫下易與氧作用；陶瓷材料一般不與氧發(fā)生作用。三、力學(xué)性能力學(xué)性能---金屬材料在載荷(外力)作用下表現(xiàn)出來的抵抗能力。如：強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性等。

載荷分類按性質(zhì)靜載荷大小和方向不變沖擊載荷以較高速度作用于零件交變載荷大小、方向或大小和方向隨時(shí)間做周期性變化按作用方式拉伸載荷拉鉤所受載荷壓縮載荷活塞、連桿所受載荷彎曲載荷曲軸、搖臂所受載荷剪切載荷銷、軸等所受載荷扭轉(zhuǎn)載荷扭轉(zhuǎn)零件所受載荷金屬材料變形---在載荷作用下，發(fā)生幾何尺寸和形狀的變化。包括彈性變形（載荷卸除后金屬恢復(fù)原狀）和塑性變形（載荷卸除后金屬不能恢復(fù)原狀，永久變形）。1.強(qiáng)度和塑性

(1)定義

強(qiáng)度---在外力作用下，金屬材料抵抗永久變形和斷裂的能力。塑性---在外力作用下，金屬材料產(chǎn)生永久變形而不斷裂的能力。(2)試驗(yàn)方法：拉伸試驗(yàn)試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)試樣：長試樣（L0=10d0）和短試樣（L0=5d0）標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣拉伸前后(3)強(qiáng)度---用應(yīng)力（σ）表征內(nèi)力---金屬材料在載荷(外力)作用時(shí)，材料內(nèi)部產(chǎn)

生與外力相等的抵抗力。應(yīng)力(σ)---單位橫截面積上的內(nèi)力。σ=F/S，單

位：MPa

應(yīng)變(ε)---單位伸長量拉伸試驗(yàn)所得（F-ΔL）拉伸曲線，可變?yōu)棣?ε曲線彈性極限：σe=Fe/S0；Fe—產(chǎn)生完全彈性變形

的最大載荷（N）。屈服強(qiáng)度：σs=Fs/S0；

Fs—試樣產(chǎn)生屈服時(shí)的最小載荷（N）。抗拉強(qiáng)度：σb=Fb/S0；

Fb—試樣斷裂前所承受

的最大拉伸力（N）。拉伸曲線Back塑性材料---在拉伸試驗(yàn)中具有屈服現(xiàn)象的金屬材料。脆性材料---沒有明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料。如，鑄鐵；可用σ0.2(試樣卸除拉伸力后，其標(biāo)距長度部分的伸長率達(dá)到0.2%時(shí)的應(yīng)力)表示其屈服強(qiáng)度。屈強(qiáng)比---σs/σb；屈強(qiáng)比高，則材料強(qiáng)度的有效利用率高，但過高也不好，一般以0.75左右為宜。

鑄鐵的拉伸曲線⑷

塑性---用伸長率(δ)、斷面收縮率(Ψ)表征伸長率δ=(l1－l0)/l0×100%

斷面收縮率Ψ=(S1－S0)/S0×100%δ和Ψ越大，表示金屬材料的塑性越好。2.硬度---材料表面抵抗局部塑性變形、壓痕或劃痕的能力。(1)布氏硬度HB(Brinell-hardness)布氏硬度計(jì)

壓頭是淬火鋼球或硬質(zhì)合金球；適用于鑄鐵、有色金屬及其合金，低合金結(jié)構(gòu)鋼以及非金屬材料。(2)洛氏硬度(Rockwllhardness)洛氏硬度測試示意圖洛氏硬度計(jì)壓頭是頂角為120°的金剛石圓錐體或Φ1.588mm的淬火鋼球。洛氏硬度常用標(biāo)尺有：HRB輕金屬，未淬火鋼HRC較硬，淬硬鋼制品HRA硬、薄試件(3)維氏硬度維氏硬度的壓力一般可選5，10，20，30，50，100，120kg等，小于10kg的壓力可以測定顯微組織硬度。3.韌性---金屬材料抵抗沖擊載荷破壞的能力。沖擊吸收功AK---試樣被沖斷時(shí)所吸收的能量即是擺錘沖擊試樣所做的功。沖擊韌度ɑK---沖擊試樣缺口處單位橫截面面積上的沖擊吸收功，公式為：ɑK=AK/S0

ɑK——沖擊韌度，J/cm2;AK——沖擊吸收功，JS0——試樣缺口處橫截面積,cm2沖擊試驗(yàn)5.疲勞強(qiáng)度---金屬在斷裂前吸收變形能量的能力

(1)疲勞現(xiàn)象金屬材料在交變應(yīng)力作用下，雖然應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料的σb，甚至低于屈服點(diǎn)，也會突然斷裂的現(xiàn)象。(2)影響因素：

循環(huán)應(yīng)力特征、溫度、材料成分和組織、夾雜物、表面狀態(tài)、殘余應(yīng)力等。1943年美國T-2油輪發(fā)生斷裂TITANIC沉沒在大西洋四、工藝性能1.鑄造性能(1)流動性(2)收縮性(3)偏析2.壓力加工性能3.焊接性能4.切削加工性能5.熱處理性能第2章材料的結(jié)構(gòu)與組織2.1金屬材料的結(jié)構(gòu)與組織一、純金屬的晶體結(jié)構(gòu)(理想)金屬----原子有序規(guī)則排列----晶體晶體中原子規(guī)則排列的方式----晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組織狀態(tài)性能1.晶格、晶胞與晶格常數(shù)

原子晶體原子小球晶體規(guī)則排列的小球組成抽象抽象2.晶面與晶向晶面----一系列原子組成的平面晶向----原子之間的連線，具有方向性3.金屬晶體的類型體心立方面心立方密排六方(1)體心立方如鉻、鎢、鉬、釩、α-鐵與δ-鐵等(2)面心立方如γ-鐵、銅、鎳、鉛、鋁等(3)密排六方如鎂、鋅、鈹?shù)榷?、金屬的?shí)際晶體結(jié)構(gòu)1.單晶體和多晶體晶核晶體晶格晶粒晶粒---由無數(shù)位向相同的晶胞組成單晶體---單個(gè)晶粒形成多晶體---多個(gè)位向不同晶粒組成長大抽象位向一致2.實(shí)際金屬的晶體缺陷(1)點(diǎn)缺陷：長、寬、高尺寸都很小空位間隙原子置換原子溫度越高，空位和間隙原子濃度越大；空位和間隙原子的運(yùn)動是原子擴(kuò)散的主要形式之一。(2)線缺陷：沿某一方向伸展線狀刃型位錯(cuò)螺型位錯(cuò)(3)面缺陷指在兩個(gè)方向上尺寸很大，第三個(gè)方向上尺寸很小而呈面狀分布的缺陷。面缺陷主要是指金屬中的晶界和亞晶界。

實(shí)際金屬的晶體結(jié)構(gòu)不是理想完整的，而是存在著各種晶體缺陷，并且這些缺陷不斷地運(yùn)動變化。金屬的許多性能與晶體缺陷密切相關(guān)。三、合金的晶體結(jié)構(gòu)合金---一種金屬元素與其它金屬元素或非金屬元素，通過熔煉或其它方法結(jié)合而成具有金屬特性的物質(zhì)。組元---獨(dú)立的最基本的物質(zhì)，可以是金屬元素、非金屬

元素或穩(wěn)定化合物。相---同一成分，同一聚集狀態(tài)，并以界面相互分開的均

勻組成部分。各組元在液態(tài)和固態(tài)時(shí)均相互溶解；在一種組元的晶格上分布著兩種組元的原子。晶格保持不變的組元----溶劑

固溶體的晶體結(jié)構(gòu)與溶劑組元的晶體結(jié)構(gòu)相同。1.固溶體各組元

不同產(chǎn)物相作用或反應(yīng)Back根據(jù)溶質(zhì)原子在溶劑中所處位置不同，固溶體可分為：間隙固溶體和置換固溶體兩大類。溶質(zhì)原子使晶格畸變，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動，使合金強(qiáng)度、硬度升高----固溶強(qiáng)化。2.金屬化合物組元相互作用生成的新相，晶格類型不同于任何一組元；其高熔點(diǎn)、高硬度和高脆性。如Fe3C

3.機(jī)械混合物兩種或兩種以上的相，機(jī)械混合形成的多相組織；各組成相保持各自原有的晶格類型和性能。如：珠光體P、萊氏體Ld四、金屬材料的組織小塊金屬材料砂紙打磨侵蝕劑腐蝕顯微鏡下觀察晶粒大小、方向、形狀45鋼60鋼鐵素體-球狀石墨鋁硅合金(1)組織名稱和組成相相同，但晶粒形狀、大小不同，則性能不同。(2)組織名稱和組成相相同，且晶粒形狀、大小無明顯差異，但成分不同，則性能不同。微觀形貌-----顯微組織性能決定成分工藝決定2.2高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能什么是高分子材料？高分子材料----一種或多種簡單低分子化合物聚

合而成。由大分子鏈構(gòu)成。知道高分子材料包括哪些嗎？塑料防爆纖維---聚丙稀土人工血管---尼龍防輻射纖維橡膠一、高分子材料的結(jié)構(gòu)1.大分子鏈的構(gòu)成

(1)化學(xué)組成

組成大分子鏈的化學(xué)元素，主要是C、H、O，另外還有N、Cl、F、B、Si、S、P等，其中C是形成大分子鏈的主要元素。碳鏈大分子：-C-C-C-（C原子間以共價(jià)鍵連接）雜鏈大分子:-C-C-O-C-C-（除C外，還有O、N、S、P）元素鏈大分子：-Si-O-，-Si-Si-Si-（無C，由Si、O、B、S、P組成）

大分子鏈的原子以共價(jià)鍵結(jié)合，組成元素不一樣，則鍵力不一樣，導(dǎo)致高分子材料性能也就不同。(2)形

態(tài)線型：長鏈分子----直徑小，長度長支化型：主鏈兩側(cè)有長短不一的支鏈體型(網(wǎng)型或交聯(lián)型)：三維網(wǎng)狀Back(3)空間構(gòu)型

空間構(gòu)型----鏈結(jié)構(gòu)：大分子鏈原子或原子團(tuán)在空

間的排列方式。R---取代基2.大分子鏈的構(gòu)象及柔性

分子鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)示意圖(1)構(gòu)象----單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的大分子鏈的空間形象。(2)柔性----線型分子鏈在拉力作用下從卷曲變直，外力

撤除后又回復(fù)卷曲狀。是拉伸、回縮性能。

大分子鏈由于單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)而不停運(yùn)動。3.高分子材料的聚集態(tài)

晶態(tài)：線型和支化型聚合物部分晶態(tài)：線型和支化型聚合物----主流非晶態(tài)(玻璃態(tài))：體型聚合物----主流部分晶態(tài)高聚物二、高分子材料的性能1.

物理和化學(xué)性能

(1)絕緣性----高分子介電材料、絕緣漆(2)耐熱性----熱固性塑料、熱塑性塑料(3)耐蝕性----耐水、酸、堿腐蝕，突出優(yōu)點(diǎn)之一(4)老化----存在不飽和鍵，導(dǎo)致變脆、龜裂或變軟

2.

力學(xué)性能

(1)

力學(xué)狀態(tài)

非晶態(tài)線型高聚物的三種力學(xué)狀態(tài)：玻璃態(tài)、高彈態(tài)和黏流態(tài)。Tb--脆化溫度Tg--玻璃化溫度Tf--黏流溫度Td--分解溫度Back

晶態(tài)和部分晶態(tài)線型高聚物的力學(xué)狀態(tài)：完全晶態(tài)的線型高聚物沒有高彈態(tài)。部分晶態(tài)的線型高聚物，在Tg以上和熔點(diǎn)Tm

以下，非晶態(tài)區(qū)處于高彈態(tài)，具有柔韌性；

晶態(tài)區(qū)強(qiáng)度、硬度較高，復(fù)合而成既韌又

硬的皮革態(tài)。(2)

力學(xué)性能特點(diǎn)

強(qiáng)度低彈性高、彈性模量低黏彈性---蠕變、應(yīng)力松弛、滯后與內(nèi)耗塑性韌性減摩、耐磨性滯后與內(nèi)耗高聚物的應(yīng)力-應(yīng)變曲線

Back2.3陶瓷材料的結(jié)構(gòu)與性能

按照組織形態(tài)陶瓷材料分為三類：1

無機(jī)玻璃硅酸鹽玻璃，確定形狀，具有非晶體結(jié)構(gòu)。2微晶玻璃玻璃陶瓷，單個(gè)晶體分布在非晶態(tài)玻璃基體上.3

陶瓷晶體陶瓷，晶體結(jié)構(gòu)1.晶體相(1)硅酸鹽----重要晶體相，離子鍵與共價(jià)鍵的混合鍵結(jié)合硅氧四面體結(jié)構(gòu)(2)氧化物----特種陶瓷主要組成，離子鍵結(jié)合(3)非氧化合物----不含氧的金屬碳化物、氮化物、硼化物和硅化物等，金屬陶瓷主要組成一、陶瓷材料的結(jié)構(gòu)

非氧化合物的結(jié)構(gòu)典型氧化物的結(jié)構(gòu)2.玻璃相----硅氧四面體組成不規(guī)則空間網(wǎng)(1)作

用黏連晶體相，填充晶體相間空隙，提高材料致密度;降低燒結(jié)溫度，加快燒結(jié)速度;阻止晶體轉(zhuǎn)變，抑制其長大;獲得透光性等玻璃特性;不能成為陶瓷的主導(dǎo)相，對陶瓷機(jī)械強(qiáng)度、介電性、

耐熱與耐火性不利。(2)成分----氧化物玻璃形成物：Si、B、P等氧化物，構(gòu)成結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，決

定玻璃的基本性能。調(diào)節(jié)劑：Na、K、Ca、Mg、Ba等氧化物，填入結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

空隙，改變物理和化學(xué)性能。中間體：Al、Fe、Ti、Be等氧化物，賦予技術(shù)特性。3.氣相(1)氣相---陶瓷內(nèi)部殘留的孔洞。(2)根據(jù)氣孔率分為:致密陶瓷、無開孔陶瓷和多孔陶瓷。(3)除多孔陶瓷外，氣孔對陶瓷的性能不利，它降低了陶瓷的強(qiáng)度，常常是造成裂紋的根源。一般普通陶瓷的氣孔率為5%～10%;特種陶瓷在5%以下;金屬陶瓷則要求低于0.5%。

二、陶瓷材料的性能物理、化學(xué)性能

(1)熱膨脹系數(shù)低(2)導(dǎo)熱性低，絕熱材料(3)熱穩(wěn)定性低(4)化學(xué)穩(wěn)定性好(5)導(dǎo)電性較差，良好絕緣體2.

力學(xué)性能

(1)剛度結(jié)合鍵強(qiáng)度彈性模量剛度(2)硬度----由于結(jié)合鍵強(qiáng)度高，導(dǎo)致硬度最高。(3)強(qiáng)度----晶界使陶瓷實(shí)際強(qiáng)度比理論值低得多。(4)塑性----共價(jià)鍵有明顯方向性和飽和性，離子鍵的同號

離子斥力很大，所以陶瓷基本無塑性。(5)韌性----脆性材料，對表面劃傷、化學(xué)侵蝕、冷熱脹縮

不均等表面狀態(tài)很敏感決定衡量3.陶瓷材料的性能特點(diǎn)

具有不可燃燒性、高耐熱性、高化學(xué)穩(wěn)定性、不老化性、高硬度和良好的抗壓能力，但脆性很高，溫度急變抗力很低，抗拉、抗彎性能差。

第3章材料的變形一、金屬的塑性變形及影響

1.單晶體的塑性變形---滑移滑移----晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對于另一部分發(fā)生滑動位移的現(xiàn)象。

滑移的機(jī)理----位錯(cuò)在滑移面上的移動切應(yīng)力作用沿原子密度最大的晶面和晶向相對位移是原子間距的整數(shù)倍伴隨著晶體的轉(zhuǎn)動滑移變形特點(diǎn)2.多晶體的塑性變形(1)晶粒取向---各晶粒的相互制約和協(xié)調(diào)性多滑移系(2)晶界---原子排列不規(guī)則，點(diǎn)陣畸變嚴(yán)重阻礙滑移(3)晶粒大小---變形抗力大，變形均勻

細(xì)晶粒使材料具有較高的強(qiáng)度、硬度，以及良好的塑性和韌性，即具有良好的綜合力學(xué)性能。故生產(chǎn)中總是盡可能地細(xì)化晶粒。

3.回復(fù)與再結(jié)晶

(1)回復(fù)---塑性變形后G增加恢復(fù)到低G的趨勢(2)再結(jié)晶---回復(fù)后的金屬繼續(xù)加熱，新晶粒形成。T再=（0.35～0.4）T熔

T再——金屬的再結(jié)晶溫度，K;T熔——金屬的熔點(diǎn)，K。

再結(jié)晶后，晶格畸變消除，位錯(cuò)密度下降，金屬的強(qiáng)度、硬度下降，塑性、韌性上升。金屬內(nèi)應(yīng)力顯著降低，強(qiáng)度、硬度稍下降，塑性、韌性略上升。Back4.金屬的冷塑性變形---T再以下的變形，如冷拉、冷軋(1)顯微組織的變化：晶粒變成扁平纖維狀，縱向性能優(yōu)于橫向的。(2)亞結(jié)構(gòu)的變化：晶粒破碎成亞晶粒，位錯(cuò)聚集并纏結(jié)成胞狀亞結(jié)構(gòu)。(3)形變織構(gòu)的形成：晶粒的取向趨于一致，晶體的擇優(yōu)取向。1絲織構(gòu)拔絲時(shí)形成，主要特征為各晶粒的某一晶向趨于平行于拉拔方向。2板織構(gòu)軋板時(shí)形成，其主要特征為各晶粒的某一晶面和晶向分別趨于平行于軋制面和軋制方向。

(4)金屬力學(xué)性能的變化隨著塑性變形的增加，金屬出現(xiàn)強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、韌性下降的現(xiàn)象----加工硬化(形變強(qiáng)化)

。

冷沖壓示意圖(5)殘余應(yīng)力宏觀:由工件不同部分的宏觀變形不均引起的。

微觀:由晶?；騺喚ЯＶg的變形不均產(chǎn)生的。

點(diǎn)陣畸變:由工件在塑性變形中形成的大量點(diǎn)陣缺陷(如空位、間隙原子、位錯(cuò)等)引起的。內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生使材料變脆，耐蝕性降低。5.金屬的熱塑性變形---T再以上的變形，如鍛造、熱軋

(1)消除鑄態(tài)金屬的組織缺陷，提高金屬的致密度。

(2)再結(jié)晶作用，可細(xì)化晶粒。

(3)沿變形方向伸長形成纖維組織。

(4)偏析形成帶狀組織---缺陷二、高分子材料的變形特點(diǎn)1.高聚物的彈性變形橡膠的拉伸曲線2.高聚物的黏彈性變形

由彈性變形和黏性流動兩部分組成；外力去除后變形緩慢恢復(fù)。3.線型高聚物的變形---取決于Tg

線型高聚物的應(yīng)力-應(yīng)變曲線

4.體型高聚物的變形環(huán)氧樹脂在室溫下單向拉伸和壓縮時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(1)陶瓷材料的E比金屬大(拉伸曲線的斜率比較大)。

(2)氣孔率對陶瓷的E有影響，氣孔率增加則E下降。(3)壓縮時(shí)的E大于拉伸時(shí)的。

1.彈性變形三、陶瓷材料的變形2.塑性變形及蠕變

(1)常溫下基本不產(chǎn)生塑性變形(2)高溫下，會表現(xiàn)出一定的塑性變形能力----蠕變3.強(qiáng)度、硬度和斷裂

抗壓強(qiáng)度、硬度較高；抗拉強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度較低；塑性很差；對裂紋敏感，脆性大。改善其脆性的方法如下:

(1)顆粒細(xì)、致密度高、均勻純凈，盡量減少組織中的各種雜質(zhì)和缺陷。

(2)將陶瓷制成纖維，甚至晶須，減小各種缺陷產(chǎn)生的幾率。

(3)在陶瓷表面造出一個(gè)殘余應(yīng)力層，抵消表面拉應(yīng)力。第4章鋼的熱處理4.1鐵碳合金相圖的分析及應(yīng)用四三二一鐵碳合金相圖金屬的結(jié)晶細(xì)化晶粒同素異構(gòu)本節(jié)主要內(nèi)容一、純金屬的結(jié)晶

結(jié)晶---金屬材料的凝固過程(液態(tài)固態(tài))。純金屬的冷卻曲線理論結(jié)晶溫度恒溫

平衡冷卻純金屬結(jié)晶過程示意圖

金屬實(shí)際冷卻與平衡(緩慢)冷卻有很大區(qū)別，存在過冷現(xiàn)象。過冷度實(shí)際結(jié)晶溫度理論結(jié)晶溫度BackBack

在一定過冷度下進(jìn)行在恒溫下進(jìn)行不斷形成晶核晶核不斷長大成晶粒金屬結(jié)晶過程特點(diǎn)二、細(xì)化晶粒1.細(xì)晶粒對金屬性能的影響高硬度細(xì)晶粒金屬良好塑性和韌性形核(晶核)率越高，晶核長大速度越小，結(jié)晶后晶粒越細(xì)小。高強(qiáng)度2.細(xì)化晶粒的方法(1)提高冷卻速度，增加過冷度。(2)在液態(tài)金屬中加入一些細(xì)小的形核劑，增加晶核數(shù)量，進(jìn)行變質(zhì)處理。(3)通過機(jī)械振動、超聲波振動、電磁振動的方法，增加晶核數(shù)目。Back三、鐵的同素異構(gòu)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變----金屬在固態(tài)下隨溫度的變化由一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格的現(xiàn)象。

同一種金屬的同素異構(gòu)體，按溫度由低到高用希臘字母α，β，γ，δ表示。

1394℃912℃δ-Feγ-Feα-Fe體心立方面心立方體心立方

有一定的轉(zhuǎn)變溫度固態(tài)相變也有晶核形成長大過程需要較大過冷度同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)晶格變化引起體積變化Back四、鐵碳合金相圖1.鐵碳合金的基本相和組織α相鐵素體F

(C固溶于α-Fe中)強(qiáng)度、硬度低；塑性、韌性好。γ相奧氏體A

(C固溶于γ-Fe中)

強(qiáng)度、硬度低；塑性、韌性比F好珠光體P

(F和Fe3C的機(jī)械混合物)

綜合性能較好萊氏體Ld

(A＋Fe3C的機(jī)械混合物)

硬度高；塑性、韌性差滲碳體Fe3C硬而脆；塑性、韌性差L’dLdPP+FA+Ld

+Fe3CⅡLd

+Fe3CⅠL’d

+Fe3CⅠP+L’d

+Fe3CⅡP+Fe3CⅡ共晶點(diǎn)A+Fe3CⅡ2.鐵碳合金(Fe-Fe3C)相圖共析點(diǎn)F+Fe3CⅢBack（1）液相線ABCD，固相線AHJECF（2）簡化后兩條水平線：共晶轉(zhuǎn)變線ECF：1148℃，C%：2.11-6.69%1148℃L4.3Ld

（A2.11+Fe3C）共析轉(zhuǎn)變線PSK：727℃，C%：0.0218-6.69%727℃A0.77P（F0.0218+Fe3C）（3）兩條曲線GS和ESGS線----鐵素體F從奧氏體A中析出線，A3線ES線----Fe3CⅡ從奧氏體A中析出線，Acm線工業(yè)純鐵：C﹪≦0.0218----F+Fe3CIII亞共析鋼(C%：0.0218-0.77%)----F+P共析鋼(C%：0.77%)----P過共析鋼(C%：0.77-2.11%)----P+Fe3CII亞共晶白口鑄鐵

(C%：2.11-4.3%)----P+Fe3CII+L’d共晶白口鑄鐵(C%：4.3%)——L’d過共晶白口鑄鐵(C%：4.3-6.69%)——L’d+Fe3CI（4）特征成分點(diǎn)(5)Fe-Fe3C相圖的應(yīng)用根據(jù)Fe-Fe3C相圖判斷鐵碳合金的力學(xué)性能；作為選用鋼鐵材料的依據(jù)；制定鑄、鍛和熱處理等熱加工工藝的依據(jù)。亞共析鋼共析鋼過共析鋼4.2-4.3鋼在加熱和冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變熱處理加熱保溫冷卻獲得奧氏體得到組織一、鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變1.奧氏體為什么會形成？珠光體和奧氏體自由能隨溫度的變化曲線2.奧氏體是怎樣形成的？A晶核形成A晶核長大A中殘余Fe3C溶解A成分均勻化A晶粒的大小直接影響材料的性能。3.什么樣的因素會使奧氏體晶粒長大？A晶粒長大加熱溫度升高保溫時(shí)間延長錳、磷的存在加熱速度過慢碳含量增大原始組織較粗大

獲得細(xì)小的A晶粒：需合理選擇加熱溫度保溫時(shí)間鋼的原始組織；需加入一定量的合金元素標(biāo)準(zhǔn)晶粒度等級示意圖4.鋼加熱到什么溫度會得到奧氏體？亞共析鋼---A3以上共析鋼---A1以上過共析鋼---AcmA1AcmA3Back二、鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變1.冷卻方式有哪些？等溫冷卻連續(xù)冷卻T低于A12.等溫冷卻過程有哪些轉(zhuǎn)變？依據(jù)等溫的溫度不同，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物不同。

等溫轉(zhuǎn)變圖，又稱奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖(C曲線)，表示過冷奧氏體在不同溫度等溫過程中溫度、時(shí)間與轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的關(guān)系。等溫轉(zhuǎn)變曲線

PSTB上B下馬氏體(M)轉(zhuǎn)變開始線珠光體P索氏體S托氏體TPST：片狀組織由粗到細(xì)，且硬度增大。珠光體形成過程示意圖上貝氏體B上下貝氏體B下B上---塑性差、脆性大；B下---韌性好、綜合力學(xué)性能好。貝氏體形成過程示意圖低碳馬氏體M呈板條狀，硬度低，塑性好；高碳馬氏體M呈針狀，硬度高，脆性大。特點(diǎn)：(1)轉(zhuǎn)變的非擴(kuò)散性(2)轉(zhuǎn)變的非等溫性(3)轉(zhuǎn)變的非徹底性(4)比容增大低碳M高碳M孕育期越長，A越穩(wěn)定，越不易發(fā)生轉(zhuǎn)變。(1)碳含量增加

亞共析鋼--C曲線右移

過共析鋼--C曲線左移(2)合金元素除鈷外，

C曲線右移(3)加熱溫度提高C曲線右移(4)保溫時(shí)間延長C曲線右移

3.連續(xù)冷卻過程有什么特點(diǎn)？V1--隨爐冷卻，得到PV2—空冷，得到SV3—油冷，得到T和MV4—水冷，得到MV臨—A不發(fā)生其它轉(zhuǎn)變，只發(fā)生M轉(zhuǎn)變的最小冷速。Back4.4鋼的整體熱處理工藝回火正火退火淬火一、退火1.定義---一種熱處理工藝

金屬工件保溫加熱到一定溫度緩慢冷卻(隨爐冷卻)珠光體型轉(zhuǎn)變2.目的（1）（2）降低金屬硬度，提高其塑性，以便于進(jìn)行切削加工和冷變形加工。（3）細(xì)化晶粒，改善組織，以提高金屬的機(jī)械性能。（4）為最終熱處理（淬火、回火）作好準(zhǔn)備。消除金屬在鑄造、鍛壓、軋制和焊接過程中產(chǎn)生的各種組織缺陷，消除殘余應(yīng)力，防止金屬工件變形、開裂。3.工藝種類適用鋼種加熱溫度作用完全退火亞共析鋼----經(jīng)鑄造、鍛壓或焊接后的中、低碳鋼AC3+30-50℃細(xì)化晶粒，改善組織球化退火共析鋼和過共析鋼

Ac1+20-30℃使片狀Fe3C和Fe3CII都變?yōu)榍蛄钊?yīng)力退火鑄造、鍛造、焊接或切削加工后的工件A1下100-200℃消除內(nèi)應(yīng)力再結(jié)晶退火冷拔、冷軋等冷塑性變形后的工件A1下50-150℃消除硬化現(xiàn)象擴(kuò)散退火鋼錠、鑄件或鍛件，以及非鐵合金（如錫青銅、硅青銅、白銅、鎂合金等）1050-1200℃使化學(xué)成分和組織均勻Back

球化退火完全退火二、正火1.定義---一種熱處理工藝

金屬工件加熱空氣中冷卻保溫Ac3或

Acm+30-50℃索氏體型轉(zhuǎn)變調(diào)整硬度簡化工藝改善組織細(xì)化晶粒低碳鋼----適當(dāng)提高硬度改善切削加工性能。中碳鋼----代替調(diào)質(zhì)處理，作為最后熱處理。過共析鋼----可消除網(wǎng)狀Fe3CII。鑄鋼件----細(xì)化鑄態(tài)組織，改善切削加工性能。2.目的三、淬火1.定義---一種熱處理工藝

金屬工件保溫加熱到Ac3或Ac1上某一溫度大于v臨冷卻馬氏體型轉(zhuǎn)變Back2.目的提高鋼的硬度和耐磨性；淬火得到馬氏體(或下貝氏體)，隨后再配合回火以提高韌性，是使鋼獲得較好綜合機(jī)械性能方法。3.工藝參數(shù)(1)淬火溫度----淬火加熱溫度(2)淬火介質(zhì)----決定冷卻速度(3)冷卻方法----減少冷卻時(shí)的應(yīng)力(1)淬火溫度----淬火加熱溫度以能得到細(xì)小均勻的A晶粒為原則，以便于冷卻后獲得細(xì)小的M。亞共析鋼----Ac3+30～50℃過共析鋼----Ac1+30～50℃根據(jù)金屬工件的化學(xué)成分、技術(shù)要求、尺寸形狀，以及加熱設(shè)備等因素進(jìn)行調(diào)整。(2)淬火介質(zhì)----決定冷卻速度冷卻速度過小則得不到M；但如果過大產(chǎn)生巨大的組織應(yīng)力和熱應(yīng)力，使工件變形或開裂。

v堿水或鹽水＞v水＞v油(3)冷卻方法----減少冷卻時(shí)的應(yīng)力單液淬火----形狀簡單的工件雙介質(zhì)淬火----冷速先快后慢馬氏體分級淬火----變形要求嚴(yán)格，或者截面尺寸不大，形狀復(fù)雜的工件。貝氏體等溫淬火----變形要求嚴(yán)格，尺寸不大，強(qiáng)韌性好的精密工件。Back4.性能指標(biāo)(1)淬透性----鋼在一定淬火條件下，獲得淬硬層深度(M層深度)的能力。反映了A轉(zhuǎn)變?yōu)镸的難易程度。(2)淬硬性----鋼在理想條件下淬火所能達(dá)到的最高硬度的能力。取決于鋼中的碳含量。四、回火1.定義---一種熱處理工藝

淬火后金屬工件保溫加熱到Ac1以下某一溫度冷至室溫Back消除或減少淬火應(yīng)力，降低脆性，防止金屬工件變形開裂。(1)穩(wěn)定組織，保證工件在使用過程中形狀、尺寸不變。(2)調(diào)整綜合力學(xué)性能，使硬度、強(qiáng)度降低，而塑性、韌性升高。(3)2.目的3.工藝溫度組織性能適用范圍低溫回火150-250℃回火馬氏體高硬度，韌性也提高刀具、量具、冷變形模具、滾動軸承等中溫回火350-500℃回火托氏體高彈性極限和屈服強(qiáng)度彈簧件、塑料模具、熱鍛模高溫回火(調(diào)質(zhì))500-650℃回火索氏體強(qiáng)度、硬度和塑性、韌性良好配合結(jié)構(gòu)件、汽車曲軸、連桿等Back不同溫度回火后組織Cr12熱處理工藝第5章模具材料概述一、模具材料的分類模具依據(jù)模具服役條件不同，用于制造模具的材料亦不同影響利潤和效益高效的工藝設(shè)備相對價(jià)格普通碳素結(jié)構(gòu)鋼1普通低合金結(jié)構(gòu)鋼1.25優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼1.3~1.5碳素工具鋼1.6合金結(jié)構(gòu)鋼1.7~2.5低合金工具鋼3~4相對價(jià)格滾珠軸承鋼3鉻鎳合金結(jié)構(gòu)鋼（中合金鋼）5鉻不銹鋼5鉻鎳不銹鋼15高速鋼16~20鑄鐵1.4~2.2模具成本決定了產(chǎn)品成本要選擇性能滿足需要，又經(jīng)濟(jì)的模具材料。按用途熱作模具鋼冷作模具鋼塑料模具鋼按合金元素含量高合金模具鋼碳素工具鋼低合金模具鋼中合金模具鋼分類依據(jù)不同，模具材料種類亦不同；但通常采用按用途分類。二、模具材料的性能與選用模具所需性能合理選擇材料模具服役條件模具所需性能由成分和熱處理決定的----硬度、強(qiáng)度、韌性等可加工性、淬透性與淬硬性、熱處理變形、氧化性等工藝性能使用性能1.冷作模具鋼服役條件一般在冷態(tài)(常溫)使用，模具的工作部分承受很大的壓力、彎曲力、沖擊力及摩擦力。材料性能高的硬度和耐磨性、高的抗彎強(qiáng)度，以及足夠的韌性。如果模具尺寸大、形狀復(fù)雜，還要求有較高的淬透性，以及較小的變形及開裂傾向性。尺寸小、形狀簡單、輕負(fù)荷T7A、T8A、T10A、T12A小沖頭，剪落鋼板的剪刀尺寸大、形狀復(fù)雜、輕負(fù)荷9SiCr、GCr15CrWMn、9Mn2V量具、高精度沖模尺寸大、形狀復(fù)雜、重負(fù)荷Cr12Mo、Crl2MoV、Cr4W2MoV

高耐磨性的冷沖模、落料模合金元素及含量均增多冷作模具鋼落料沖孔模修邊模冷鐓模冷擠壓模壓彎模拉絲模長安修邊模具汽車側(cè)圍修邊模具簡圖冷鐓模具拉絲模具2.熱作模具鋼服役條件經(jīng)常與熱態(tài)金屬接觸----模腔表層金屬受熱，引起表面硬度和強(qiáng)度顯著降低；模具反復(fù)受熱和冷卻，使模腔表層金屬出現(xiàn)龜裂(熱疲勞現(xiàn)象)。材料性能紅硬性好，導(dǎo)熱性好(C含量不能高)，耐磨性好，熱疲勞抗力高(合金元素)。如果模具尺寸大，還要求有較高的淬透性。錘鍛模熱擠壓模壓鑄模熱作模具鋼錘鍛模受沖擊負(fù)荷作用，且尺寸較大5CrNiMo、5CrMnMo、5CrNiW、5CrMnMoSi熱擠壓模模腔受熱溫度較高

4CrW2Si、3Cr2W8V

壓鑄模高的回火穩(wěn)定性與高的熱疲勞抗力

4CrW2Si、3Cr2W8V壓鑄模具3.塑料模具鋼服役條件該模具加工的產(chǎn)品一般形狀復(fù)雜，表面光潔度要求高；且模具長期承受熱交變負(fù)荷以及摩擦作用。材料性能易切削，拋光性能優(yōu)良(具有一定硬度)，硬度與韌性良好配合(含C量適中)。淬透性好，變形小；還要具備一定的耐蝕性和焊接性。耐蝕型耐腐性高、耐磨性好Cr18MoV、2Gr13、3Cr13時(shí)效硬化型高精度0Ni18Co8Mo3TiAl、0Ni18Co8Mo5TiAl其它的一些中小型、中低檔的塑料模具零件，可以選用非合金塑料模具。保鮮盒模具汽車保險(xiǎn)杠模具進(jìn)一步提高模具母材的耐蝕性2開發(fā)硬質(zhì)合金4發(fā)展易加工、拋光性好的材料31進(jìn)一步開發(fā)馬氏體時(shí)效合金鋼33塑料模具鋼開發(fā)應(yīng)用的動向：第6章冷作模具材料拉深模冷鐓模沖裁模冷擠壓模鋼號碳素工具鋼T7A，T8A，T9A，T10A，T11A，T12A，T7，T8，T9，T10，T11，T12高碳低合金鋼9SiCr，GCr15，CrWMn，9Mn2V，60Si2Mn，6CrNiMnSiMoV(GD鋼)高耐磨鋼7Cr7Mo2V2Si(LD鋼)，Cr12，Cr12MoV，Cr4W2MoV，Cr12Mo1V1，Cr5Mo1V，9Cr6W3Mo2V2(GM鋼)高速鋼W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2，6W6Mo5Cr4V基體鋼6Cr4W3Mo2VNb(65Nb)

冷作模具用鋼一、冷作模具材料的性能要求與選用各鋼種具備怎樣的性能。具體的選材，會用到哪些具體的鋼種。工作條件條件決定所需性能。沖裁模、拉深模、冷擠壓模、冷鐓模的工作條件。選用的鋼種對應(yīng)的性能各種冷作模具所選用的鋼種各種冷作模具所要求的性能各種冷作模具的工作情況

1.沖裁模

主要工作部位----凸模(沖頭)和凹模的刃口，經(jīng)歷擠壓和摩擦。性能要求----高硬度、高耐磨性，足夠的抗壓、抗彎強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)捻g性；以及其便于加工的工藝性能。Back(1)薄板沖裁沖裁件總數(shù)少，形狀簡單，尺寸小T10A淬透性差，耐磨性低淬火變形大CrWMn沖裁件總數(shù)多，形狀復(fù)雜，尺寸大易產(chǎn)生網(wǎng)狀碳化物使模具崩刃耐磨性高Cr12Cr12MoV碳化物不均勻，易出現(xiàn)崩刃和斷裂6CrNiMnSiMoV(GD)7Cr7Mo2V2Si(LD)9Cr6W3Mo2V2(GM）新鋼種(2)厚板沖裁65Nb6CrNiMnSiMoV(GD)6W6Mo5Cr4V新鋼種凹模凸模W18Cr4VW6Mo5Cr4V2Cr12MoV碳化物不均勻，易導(dǎo)致模具斷裂和崩刃

2.拉深模

工作情況----不易偏載，承受沖擊力較?。煌鼓３惺軌毫湍Σ亮Γ寄３惺軓较驈埩湍Σ亮ΑＰ阅芤?---高硬度、高耐磨性。重載輕載T10ACrWMn、9Mn2V、GD鋼65NbCr12、Cr12MoVCr12Mo1V1、Cr5Mo1V9Cr6W3Mo2V2(GM鋼)Back

3.冷擠壓模

工作情況----模具承受強(qiáng)大的擠壓力，產(chǎn)生很大的摩擦力；擠壓同時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng)；凸模在擠壓時(shí)承受很大的偏載或橫向彎曲載荷。性能要求----高耐磨性、高的變形抗力和斷裂抗力，高的回火穩(wěn)定性。Back7Cr7Mo2V2Si(LD鋼)W6Mo5Cr4V265Nb新鋼種T10ACrWMn、60Si2MnCr12、Cr12MoVW18Cr4V由于強(qiáng)韌性較差，導(dǎo)致凸模易折斷，凹模易脹裂Back4.冷鐓模

工作情況----模具承受短周期沖擊載荷作用；凸模承受巨大的沖擊壓力和摩擦力；凹模承受沖脹力和摩擦力，產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦。性能要求----高耐磨性、高的抗疲勞斷裂強(qiáng)度。重載T10A9SiCr、GCr15、60Si2MnCr12MoVT10AGCr15Cr12MoV凹模凸模輕載9Cr6W3Mo2V2(GM鋼)6W6Mo5Cr4V65NbBack碳素工具鋼硬度升高下降含碳量回火溫度抗彎強(qiáng)度極大值220～280℃回火韌性下降強(qiáng)韌性下降淬火溫度淬透性提高工藝性能變形抗力小，鍛造工藝性能好鍛造后，球化退火細(xì)化組織，降低硬度，為淬火做好準(zhǔn)備。依據(jù)具體情況選擇淬火加熱溫度、冷卻介質(zhì)(P126)。Back高耐磨鋼---高碳高鉻Back性能導(dǎo)熱性差，塑性低，鍛造性能較差鍛后球化退火淬透性好高碳高合金硬度高，耐磨性好強(qiáng)度、韌性較好高碳低合金鋼性能鍛造性能優(yōu)良鍛后球化退火淬透性好，淬火變形小含碳量0.90-1.05硬度較高，耐磨性較好熱硬性、強(qiáng)韌性優(yōu)于碳素工具鋼Back高速鋼---鎢鉬系Back力學(xué)性能高強(qiáng)度高抗壓性高耐磨性高熱穩(wěn)定性韌性較差性能工藝性能鍛造反復(fù)鐓粗、拔長鍛后退火淬火后三次回火基體鋼---含有鈮Back力學(xué)性能碳含量稍高鉬含量稍低高抗彎強(qiáng)度高耐磨性較高的韌性較高抗疲勞強(qiáng)度性能工藝性能碳化物均勻性好鍛造性能良好鍛后及時(shí)退火可冷擠壓成形二、冷作模具材料的制造工藝1.一般成型鍛

造球化退火機(jī)械加工成型淬火與回火鉗修裝配2.復(fù)雜冷作模具鉗修裝配鍛

造球化退火

機(jī)械粗加工高溫回火或調(diào)質(zhì)機(jī)械加工成型三、冷作模具材料的熱處理1.硅鋼片沖裁模具(1)材料----Cr12MoV，設(shè)計(jì)硬度為58-62HRC。(2)制造工藝路線

成型組裝鍛

造球化退火機(jī)械加工淬火+低溫回火線切割加工平磨下料鍛造多向反復(fù)，破碎粗大碳化物，使組織均勻。拔長鐓粗鐓粗最終熱處理450℃預(yù)熱35min850℃預(yù)熱25min980℃淬火220℃回火

預(yù)熱以減少溫差，降低內(nèi)應(yīng)力。(3)熱處理特點(diǎn)●保證模具熱處理變形小，不開裂；●保證足夠的強(qiáng)度和韌性；

高碳鋼低溫、短時(shí)、快速加熱工藝；

等溫淬火工藝；

多次相變重結(jié)晶，促使奧氏體晶粒細(xì)化；

細(xì)化碳化物處理。●線切割會導(dǎo)致工件變形和開裂；

模具淬透性要高，淬硬層要深；避免脫碳或強(qiáng)滲碳層；通過等溫分級淬火，以減少內(nèi)應(yīng)力；

線切割后及時(shí)進(jìn)行回火。2.不銹鋼表殼冷擠壓模具

傳統(tǒng)模具材料----W18Cr4V

改進(jìn)后的材料----7Cr7Mo2V2Si(LD鋼)(1)材料成型鍛

造球化退火淬火+高溫回火下料(2)制造工藝路線

鍛造反復(fù)3次，破碎粗大網(wǎng)狀碳化物，使組織均勻。拔長鐓粗最終熱處理850℃預(yù)熱16min1150℃淬火550℃回火3次

預(yù)熱以減少溫差，降低內(nèi)應(yīng)力。(3)熱處理特點(diǎn)●避免材料碳化物偏析

----鍛造；●采用常用工藝的下限溫度淬火；●控制一定的殘余奧氏體量----多次回火；●采用等溫淬火方法；●應(yīng)用表面強(qiáng)化處理----滲氮等；●模具使用一段時(shí)間后，低溫去應(yīng)力回火?！癖苊饽＞弑砻娈a(chǎn)生氧化、脫碳；●避免模具表面產(chǎn)生硬化接點(diǎn);●對被拉深材料進(jìn)行良好的潤滑.3.拉深模的熱處理特點(diǎn)●采用噴水淬火方法；●回火要充分----多次回火，釋放內(nèi)應(yīng)力;

●采用快速加熱工藝以減少冷鐓模的淬火變形；

●采用表面處理----滲硼。4.冷鐓模的熱處理特點(diǎn)加熱到再結(jié)晶溫度以上成型---所需形狀和尺寸金屬制品熱作模具第7章熱作模具材料與熱態(tài)金屬接觸合理選材壓鑄模熱擠壓模熱鍛模熱作模具一、熱作模具的性能要求與選用不同情況下，采用的具體鋼號。工作條件決定模具所需性能。熱鍛模、熱擠壓模、壓鑄模的工作條件。熱作模具所選用的鋼種熱作模具所要求的性能熱作模具的工作條件

1.熱鍛模具

工作條件----承受沖擊載荷；工作溫度較高；模具型腔表面周期性加熱和冷卻。

性能要求----足夠的硬度和耐磨性；較高的強(qiáng)韌性；良好導(dǎo)熱性和抗熱疲勞性；以及較高淬透性，良好的氧化、脫碳敏感性。(1)錘鍛模中、小型5CrMnMo5CrNiMo5Cr2NiMoVSi(大截面)大型、型腔復(fù)雜4CrMnSiMoV(2)壓力機(jī)鍛模4Cr5MoSiV4Cr5MoSiV1熱強(qiáng)性好合金含量較高Back汽車鍛壓零件摩托車鍛壓件精密鍛件

2.熱擠壓模具

工作條件----加載速度較慢；高溫、高壓、摩擦；以及模具型腔表面周期性加熱和冷卻。

性能要求----高硬度、高耐磨性；高的回火穩(wěn)定性；以及良好的抗熱疲勞性能。輕合金----鋁、鎂合金4Cr5MoSiV4Cr5MoSiV13Cr2W8V鋼、銅、銅合金5Cr4W5Mo2V新型

3.壓鑄模具

工作條件----模高溫、高壓、摩擦；以及模具型腔表面周期性加熱和冷卻。。

性能要求----高硬度、高耐磨性；高的回火穩(wěn)定性；以及良好的抗熱疲勞性能。鋅(Zn)合金4Cr5MoSiV14Cr5W2VSi4Cr5MoSiV13Cr3Mo3W2V鋁、鎂合金3Cr2W8V3Cr3Mo3W2V銅、銅合金B(yǎng)ack機(jī)車壓鑄配件壓鑄零件鋁壓鑄零件二、熱作模具的制造工藝下料退火成型加工試模驗(yàn)收熱處理鉗工整修鍛打----去除氧化皮，改善組織分布。淬火回火三、熱作模具的熱處理1.錘鍛模具熱處理

(1)退火工藝(2)淬火工藝(3)回火工藝錘鍛模熱處理過程退火組織---P+少量F4-6h預(yù)熱保溫適當(dāng)(高溫)2.鉻系熱作模具鋼熱處理成分特點(diǎn)----鋼中含有較多的鉻、鎢、鉬、釩、鈮。

如：4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi性能特點(diǎn)----具有良好淬透性、耐熱疲勞性和韌性。