模具材料与热处理复习资料重点.doc

一冷作模具材料1、冷作模具钢分类及典型钢号低淬透性冷作模具钢GCr15T10A低变形冷作模具钢CrWMn9Mn2V高耐磨微变形冷作模具钢Cr6WVCr5Mo1VCr12Mo1V1 Cr4W2MoV高强度高耐磨冷作模具钢W6Mo5Cr4V2W18Cr4V抗冲击冷作模具钢5CrW2Si9SiCr高强韧性冷作模具钢GD(6CrNiSiMnMoV)LD-1(7Cr7Mo2V2Si)CH-1(7CrSiMnMoV)6W6Mo5Cr4V(6W6)65Cr4W3Mo2VNb(65Nb)5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al)8Cr2MnWMoVS高耐磨高韧性冷作模具钢GM(9Cr6W3Mo2V2)Cr8MoWV3(ER5)特殊用途冷作模具钢9Cr187Mn15Cr2Al3V2WMo2、分别写出一般冷作模具钢和高精度模具的制造工艺路线，并说明工艺路线中热处理工序的作用。答：一般冷作模具钢制造工艺路线：毛坯球化退火粗加工半精加工精加工淬火回火精磨高精度模具制造工艺路线：毛坯球化退火粗加工调质半精加工去应力退火精加工淬火回火精磨调质处理可细化组织，改善碳化物的弥散度和分布状态，提高淬火硬度和耐磨性。去应力退火的目的是消除机械加工工艺过程中产生的残余应力。3、 冷作模具钢选取原则 1.满足模具的使用性能要求 2.考虑模具材料的工艺性能 3.经济性4、冷作模具的强韧化处理工艺有哪些？并说明其工艺特点？答：冷作模具钢的强韧化处理工艺主要包括：低淬低回、高淬高回、微细化处理、等温和分级淬火等。（1） 冷作模具钢的低温淬火工艺（2）冷作模具钢的高温淬火工艺（3）冷作模具钢的微细化处理（4）冷作模具钢的分级淬火和等温淬火（5）其它强韧化处理方法5. 冷作模具钢因材料再冷台行程，需要高强度、高耐磨，成分特点：多为高碳合金，C0.6 Me10 最终热处理一般为淬火+低温回火。6. 一;高耐磨微变形冷作模具钢：Cr12钢性能特点：1应用状态，组织中含有大量铬的碳化物颗粒，耐磨性很高。2具有高硬度、高抗压强度和高承载能力。3淬火变形小，通过淬火温度的调整可达微变形程度。应用范围：只适用于制造冲击负荷小、耐磨性要求高的冲切薄硬钢板的冲裁模。 Cr12MoV和Cr12Mo1V1钢：广泛用于制造大截面、形状复杂的重载模具，如切边模、落料模、滚边模、拉丝模 Cr4W2MoV钢主要性能特点：共晶碳化物颗粒细小，分布均匀。具有较高的淬透性和淬硬性。 具有较好的耐磨性和尺寸稳定性。 Cr4W2MoV钢主要用于制造各种冲模、冷镦模、落料模、冷挤凹模及搓丝板，可替代Cr12 型钢。 中合金冷作模具钢Cr6WV：具有较好的耐磨性和韧性的配合，碳化物分布均匀，淬火变形小。主要用于制造高强度、高耐磨和承受一定冲击载荷的模具，如钻套、冷冲模及冲头等。中合金空冷模具钢Cr5Mo1V：引自美国的A2开发的新钢种，具有良好的空冷硬化性能，这对制造形状复杂的冷冲模是极为有利，特别适于制造要求高耐性又要求好的韧性的模具，如下料模、冲头、滚丝模、剪刀片等。二：高强度高耐磨冷作模具钢：应用范围：W6Mo5Cr4V2钢的综合性能优于W18Cr4V钢，制作重载冲头的使用 效果更好。（1） 铬钨硅系钢性能特点：1淬透性良好，碳化物少，组织均匀，淬火组织以板条状马氏体为主。 2具有高抗弯强度，高冲击疲劳抗力高韧性和一的耐磨性。 3抗压强度低，热稳定性差 4淬火变形难以控制，脱碳敏感性较大。 应用范围：4CrW2Si钢：主要制造大中型重载冷镦冲头及精压模 5CrW2Si钢：主要制造重载冷剪刀片、中厚钢板穿孔冲头及风动工具等。 6CrW2Si钢：常用于耐磨和强度要求较高的重载冲模、压模。9SiCr性能特点：1具有较好的淬透性和回火稳定性。2碳化物颗粒细小，组织均匀。 3淬火变形较小。4 脱碳倾向大。应用范围：主要用于制造形状复杂、变形小，耐磨性要求较高的冷作模具，如冲模、打印模、搓丝板、冷轧辊等 三：高强韧性冷作模具钢 1，降碳高速钢6W6Mo5Cr4V（6W6）：性能特点 与高速钢比较碳、钒含量减少较多，使得碳化物总量减少，碳化物不均匀性得到改善。淬火硬化状态的抗弯强度和塑性提高了30%50%，冲击韧度提高了50%100%，硬度降低了23HC。易脱碳，耐磨性稍差 应用范围：6W6钢主要用于取代高速钢或Cr12型钢制作易于脆断或开裂的冷挤压凸模或冷镦模，寿命可提高210倍；用于大规格的圆钢下料剪刀寿命可提高10倍。 2，基体钢，1）65Nb钢性能特点1具有高速钢的强度、硬度和耐磨性，又有较好的韧性。2钢的工艺性能得到很大改善，直径小于50mm的钢轧材坯料不需改锻，仍可获得满意的性能和寿命。应用范围： 65Nb钢适于制作形状复杂的非铁金属挤压模、冷冲模、冷剪模及单位压力为2500MPa左右的钢铁材料冷挤压模具，也可用于轴承、标准件、汽车行业中的锻模、冲模及剪切模具可获得高的使用寿命。2）7Cr7Mo2V2Si（LD）性能特点：该钢不含钨，铬、钼、钒含量都高于高速钢基体，二 次硬化强烈，淬透性提高，晶粒细化。所以，该钢性能优于Cr12型钢、高速钢、，具有高强度、高韧性和高耐磨性。 其次是冷热加工工艺性良好，通用性强。应用范围：广泛用于冷挤、冷镦、冲压和弯曲等冷作模具的制造，其寿命可比高铬钢、高速钢提高几倍到几十倍。3）5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al)性能特点：1碳量较低，为0.47%0.57%。2强韧性高，热疲劳性好。3是冷、热兼用型模具钢。4渗碳性能良好，可通过渗氮进一步提高耐磨性。应用范围：012Al用于冷作模具，主要替代Cr12MoV钢制作冷镦模、中厚钢板凸模、搓丝板、内六角凸模、切边模等，使用寿命比Cr12MoV钢大幅提高。3，6CrNiSiMnMoV（GD）钢性能特点： 钢的韧性、抗压强度等性能显著优于CrWMn和Cr12MoV钢，但耐磨性略低于Cr12MoV。碳化物偏析小，可以不改锻，下料后直接使用 淬透性良好，空冷可以淬硬，淬火变形小。 淬火加热温度低，区间宽，可采用油淬、风冷及火焰加热淬火，回火温度也低，利于节能。 淬硬性良好，油淬硬度可达6465HRC，空淬硬度可达6061HRC应用范围：GD钢主要替代CrWMn、Cr12型钢、9Mn2V、6CrW2Si钢制造各种异形、细长薄片冷冲凸模，形状复杂的大型凸凹模，中厚钢板冲裁模、剪刀片及精密淬硬型塑料模具等。4，7CrSiMnMoV（CH-1）性能特点： 具有高强韧性耐磨性良好淬火温度范围很宽，在860960范围内变化，利于火焰加热淬火。淬透性好，淬硬性高，热处理变形小，空冷后硬度可达60HRC以上。碳化物偏析小，塑性变形抗力低，锻造性能良好。焊接工艺性好，能满足冲模的焊补要求应用范围： 主要用于大型、形状复杂的多孔位薄板冷冲模，如汽车覆盖件冷冲模，也可以替代Cr12MoV钢制造强韧性要求高的冷作模具。5，8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）性能特点：淬透性、淬硬性良好，100mm的圆钢空淬或硝盐分级淬火，硬度可达6164HRC。 热处理工艺简单具有较高的强韧性 切削加工性良好，退火态可比一般工模具钢缩短加工工时30%以上，硬度为4045HRC的调质状态仍可采用高速钢刀具顺利地进行车、铣、刨、钻、镗 攻螺纹等常规加工。热处理变形小。 具有良好的表面热处理性能。应用范围： 作为预硬钢，适于制作精密的塑料模、胶木模和印刷电路板冲孔模，与其他模具钢相比，配合精度提高，使用寿命提高。 作为高硬态钢，主要制作精密零件的冲裁模，如手表零件、电子零件的冲裁模，寿命较传统模具钢都有大幅提高。四：高强度高耐磨冷作模具钢性能特点：高强韧性冷作模具钢由于钢中含碳量的减少，耐磨性不如高铬钢和高速钢，高耐磨、高强韧性冷作模具钢弥补了这类钢不足。（一）GM钢性能特点： 与高铬钢、高速钢相比，碳化物不均匀程度大大降低，晶粒细化，强度、韧性提高，具有最佳的耐磨性和强韧性配合。 应用范围：主要用于多工位级进模、高强度螺栓滚丝模和电机 转子片复式冲模等，其寿命比65Nb钢和Cr12MoV钢提高26倍以上。（二）ER5钢性能特点： 与基体钢相比，ER5钢提高了C、V、Cr、Mo、W等碳化物元素的含量，因此，在保持高韧性的同时，耐磨性比基体钢、GM钢好，远远超过Cr12MoV应用范围：适于制作大型重载冷镦模、精密冷冲模等。如用ER5制作的电动机硅钢片冲模，总寿命达500万次五:低淬透性冷作模具钢1、碳素工具钢主要性能特点 优点：价格便宜，来源方便，较高的硬度，一定的耐磨性，易于锻造，易于软化。 缺点：淬透性差，淬火易于变形、开裂 ，模具寿命短。应用范围：碳素工具钢只适宜制作尺寸较小、形状简单受载轻、生产批量不大的模具。 如：T7-轻载小型冷作模，T8-拉深模，T10-冷镦模，T12-拉丝、切边模 2，GCr15钢性能特点：GCr15钢是专用轴承钢，冶金质量较高，与碳工钢相比：1）硬度高，耐磨性好 2)接触疲劳强度高3)淬透性高，淬、回火变形开裂倾向小4)回火稳定性高，有较高的强韧性5)使用寿命大幅提高应用范围： 适于制作精度要求较高的小尺寸落料模、冷挤压模、搓丝板和成型模。 六：低变形冷作模具钢 一） CrWMn性能特点：1淬透性良好（4050模具油中可淬透）2耐磨性良好（W碳化物作用）3淬火变形小4易形成网状碳化物，锻造不良，韧性差应用范围：主要用于制造要求变形小、形状复杂的轻载冲裁模，轻载拉深、弯曲、翻边模。 二）9Mn2V钢性能特点：与CrWMn钢相比，二者耐磨性相近，9Mn2V钢的碳化物不均匀性和淬火开裂的倾向性比CrWMn钢小，但淬透性低，回火稳定稍差。 应用范围：9Mn2V钢适用于制作钢板厚度小于4mm的冷冲模，还适合制作精密量具。四：塑料模具材料 1.塑料模具钢分类1：非合金塑料模具钢：SM45、SM50、SM552：预硬型塑料模具钢：3Cr2Mo钢.SM3Cr2Ni1Mo钢，SM3Cr2MnNiMo钢，非标准5CrNiMnMoVSCa钢、 8