《lkm模具钢讲义》课件

LKM模具钢讲义本讲义旨在深入介绍LKM模具钢的特性、应用和加工工艺。LKM模具钢作为一种优质工具钢，广泛应用于各种模具制造领域。课程大纲11.模具钢的基本概念定义、分类、性能要求等22.模具钢的成分及热处理主要成分、热处理工艺、淬火、回火等33.钢种选择与应用普通碳素工具钢、合金工具钢、不同钢种的应用44.模具材料的常见缺陷裂纹、冷藏、脱碳、回火脆性等55.模具钢的加工工艺切削加工、电火花加工、抛光及镀层等66.模具钢的维护与保养表面保护、润滑与清洁、检查与维修等第一章模具钢的基本概念模具钢是制造模具的重要材料，决定模具的性能和寿命。模具钢具有高强度、高硬度、耐磨损和耐腐蚀等优异特性，广泛应用于工业生产中。1.1模具钢的定义模具钢概述模具钢是指专门用于制造模具的钢材。模具钢通常具有高硬度、耐磨性、韧性以及耐高温等优异性能。应用范围模具钢广泛应用于制造各种模具，包括冲压模具、注塑模具、压铸模具、锻造模具等，在机械制造、汽车制造、电子制造等领域发挥着重要的作用。1.2模具钢的分类化学成分模具钢根据化学成分分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢等。生产工艺根据生产工艺可分为冷作模具钢、热作模具钢和塑性模具钢等。用途根据用途可分为冲压模具钢、塑胶模具钢、压铸模具钢等。1.3模具钢的性能要求高强度和硬度模具钢需要承受高压和冲击力，因此需要具有高强度和硬度，以确保模具在使用过程中不易变形或断裂。耐磨性模具钢需要承受频繁的摩擦，因此需要具有良好的耐磨性，以延长模具的使用寿命。韧性模具钢需要具有良好的韧性，以避免在受到冲击时发生脆性断裂。耐腐蚀性模具钢需要抵抗工作环境中的腐蚀，以确保模具的稳定性。第二章模具钢的成分及热处理模具钢的成分决定其性能，热处理则进一步提升其性能。成分和热处理工艺相互影响，共同决定模具钢的最终性能和使用寿命。2.1模具钢的主要成分碳碳是模具钢中最主要的元素之一。它影响钢的硬度、强度和耐磨性。碳含量越高，钢的硬度和强度就越高，但韧性就越低。铬铬是模具钢中常用的合金元素。它可以提高钢的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。铬还可以提高钢的热硬性，使其在高温下保持较高的硬度和强度。钼钼是模具钢中另一种重要的合金元素。它可以提高钢的硬度、耐磨性和抗回火脆性。钼还可以提高钢的热硬性，使其在高温下保持较高的硬度和强度。钨钨是一种高熔点金属，在模具钢中加入钨可以提高钢的硬度和耐磨性。钨还可以提高钢的热硬性，使其在高温下保持较高的硬度和强度。2.2模具钢的热处理工艺预热将模具钢加热到一定的温度，使钢材内部组织发生均匀的转变。淬火将模具钢快速加热到淬火温度，然后迅速冷却到室温或低于室温，以获得更高的硬度和强度。回火将淬火后的模具钢重新加热到一定的温度，并保温一段时间，然后缓慢冷却，以降低硬度，提高韧性，消除内应力。2.2.1淬火定义淬火是将模具钢加热到奥氏体化温度以上，保温一段时间，然后快速冷却，使钢中产生马氏体，提高钢的硬度和强度。目的淬火是为了提高模具钢的硬度和强度，使模具在使用过程中能承受较高的压力和冲击力。方法淬火常用的方法有水淬、油淬、盐浴淬火等，选择合适的淬火方法取决于模具钢的类型和尺寸。2.2.2回火回火温度回火温度会影响模具钢的硬度、韧性和耐磨性。回火时间回火时间会影响回火效果，过短或过长都会影响模具钢的性能。回火介质回火介质的选择要根据模具钢的种类和回火温度来决定。2.2.3时效处理定义时效处理是指在一定的温度下将淬火或回火后的模具钢放置一定时间，使钢中的残余奥氏体转变为马氏体或贝氏体，从而提高钢的强度、硬度和耐磨性。目的提高模具的硬度、耐磨性和尺寸稳定性，改善模具的加工性能和使用寿命。第三章钢种选择与应用模具钢的选择取决于模具的类型和使用条件。选择合适的钢种可以有效提高模具的使用寿命和加工效率。3.1普通碳素工具钢11.低成本碳素工具钢是价格最便宜的模具钢。22.较硬碳素工具钢具有良好的硬度和耐磨性，可用于制造一些简单的模具。33.低韧性碳素工具钢的韧性较低，容易出现断裂和变形。44.广泛应用碳素工具钢广泛应用于各种模具，例如冲压模、冷冲模、压铸模等。3.2合金工具钢高速工具钢含钨、钼、铬等合金元素，高温硬度高，耐磨性好，适合高速切削工具。冷作工具钢含铬、锰、钒等合金元素，强度和韧性较高，适合冷加工工具。模具钢含铬、镍、钼等合金元素，耐磨性、韧性、耐腐蚀性优异，适合各种模具制造。不锈钢含铬、镍等合金元素，耐腐蚀性强，常用于医疗器械、食品加工等领域。3.3不同钢种的应用冷作模具高硬度、耐磨性、韧性、抗冲击性，用于制造冲压模具、冷镦模具等。热作模具高耐热性、抗氧化性、耐腐蚀性，用于制造塑料注射模具、压铸模具等。刀具高硬度、耐磨性、切削性能，用于制造车刀、铣刀、钻头等。精密模具高精度、高表面光洁度，用于制造精密冲压模具、精密压铸模具等。第四章模具材料的常见缺陷模具材料在生产和使用过程中，可能出现各种缺陷，影响模具的使用寿命和加工质量。常见缺陷包括裂纹、冷藏、脱碳和回火脆性。4.1裂纹11.形成原因模具钢的裂纹通常是在热处理或加工过程中产生的。22.影响因素裂纹可能导致模具强度下降，降低使用寿命，甚至造成安全隐患。33.避免措施应控制热处理温度和冷却速度，并进行严格的质量检验。44.预防方案选择优质模具钢，并进行适当的预热和退火处理。4.2冷藏冷藏原因冷藏是模具钢热处理工艺中的一种重要步骤，可以降低模具钢的硬度和脆性，提高韧性和延展性。冷藏方式冷藏通常在室温下进行，也可以通过水冷或油冷进行，具体方式取决于模具钢的种类和用途。冷藏时间冷藏时间取决于模具钢的尺寸和形状，通常需要几个小时或几天才能完成冷藏过程。4.3脱碳脱碳现象脱碳是指模具表面碳含量降低的现象。脱碳层通常是浅灰色或白色，硬度较低。脱碳原因模具在高温下长时间加热或与氧化性气体接触，导致表面碳原子向大气中扩散。不当的热处理工艺，例如加热温度过高或保温时间过长，也会导致脱碳。4.4回火脆性回火脆性回火脆性是指钢材在一定的回火温度范围内，其冲击韧性急剧下降，抗冲击能力变差的现象。原因回火脆性是由于钢材内部形成的碳化物和铁素体之间的界面上产生应力集中引起的。预防措施可以通过控制回火温度、时间以及冷却速度等因素来防止回火脆性。第五章模具钢的加工工艺模具钢的加工工艺对模具的性能和寿命至关重要。选择合适的加工方法可以有效地提高模具的精度、表面质量和使用寿命。5.1切削加工铣削铣削是模具加工中最常用的方法之一，它可以加工各种形状和尺寸的模具零件。车削车削主要用于加工旋转的模具零件，例如模具的圆形孔或圆柱形外表面。钻孔钻孔用于在模具零件中创建孔，这些孔可能是用于固定、定位、通风或冷却。磨削磨削用于精加工模具表面，以获得高精度和表面光洁度。5.2电火花加工11.精密加工电火花加工可用于加工复杂形状和精细特征的模具，实现高精度和高表面质量。22.材料选择电火花加工适用于硬度高、难以切削加工的模具钢，例如高速钢和硬质合金。33.优势电火花加工可避免机械加工带来的应力集中和热影响区，提高模具寿命。44.注意电火花加工过程中应控制电极间隙、脉冲电压和电流等参数，保证加工精度和效率。5.3抛光及镀层抛光抛光是模具加工的最后一道工序，可以提高模具表面光洁度，降低摩擦系数，延长模具使用寿命。抛光可采用机械抛光、电解抛光或超声波抛光等方法。镀层镀层可以提高模具的耐磨性、耐腐蚀性，以及表面硬度。镀层材料可根据模具应用和工作环境选择，常见的有镀铬、镀镍、镀钛等。第六章模具钢的维护与保养模具钢的维护与保养对延长模具寿命、提高生产效率至关重要。6.1表面保护清洁模具使用后应及时清洁表面，去除油污、灰尘、切屑等杂物。清洁方法可根据模具材质和污染程度选择合适的清洁剂和方法。防锈模具在储存或闲置期间，应涂抹防锈油或防锈剂，防止表面氧化生锈。防锈油的选择应根据模具材质和环境条件进行。涂层根据需要，可对模具表面进行镀层处理，增强其耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性。常见的镀层有镀铬、镀镍、镀钛等。6.2润滑与清洁润滑润滑油能够降低摩擦，减少磨损。使用合适的润滑剂，例如防锈油。定期清洁模具表面，去除污垢和碎屑。清洁清洁是模具保养的重要步骤。使用清洁剂和刷子清洁模具表面。避免使用腐蚀性清洁剂。6.3检查与维修1定期检查定期检查模具表面，发现问题