模具材料2冷作ppt课件

1、。1、四川职业技术学院机械工程系模具教研室，模具材料与表面处理冷加工模具材料多媒体课件。2，项目2冷加工模具材料，3、制造冷冲压模具的材料主要是金属，用于凸、凹模的模具钢是碳素工具钢；低合金工具钢、中高合金工具钢、高速工具钢；基体钢；硬质合金和钢结硬质合金等。1.冷加工模具的材料和性能要求。4，1。分类：碳素工具钢、油淬模具钢、气淬模具钢、高碳高铬冷加工模具钢、基体钢和低碳高速钢、高耐磨、高韧性等冷加工模具钢。2.应力条件：拉伸、压缩、弯曲、冲击、摩擦等。3.失效形式：断裂、变形、磨损、粘连、啃咬、软化等。5、6、4、性能要求是抗变形、耐磨、抗断裂、抗疲劳、抗软化和抗粘连：(1)硬度和耐磨性硬

2、度和耐磨性是冷加工模具材料最基本的性能之一，模具的硬度应比工件的硬度高3050，一般为5864HRC，以保证模具在工作过程中抗压缩、耐磨、变形和变形。(2)强度和韧性模具材料应具有足够的强度和韧性，以防止模具在冲击载荷下发生脆性断裂。(3)热硬化，以确保模具在高速冲压或重载冲压过程中不会因温度升高而软化。(4)抗疲劳性能防止模具在交变载荷作用下疲劳失效。7、5、工艺性能(1)可加工性应具有良好的可加工性；球化退火改善冷加工模具材料的可加工性：选择含有硫和钙等元素的易切削模具材料。(2)锻造可以改善材料的内部结构，提高材料的强度和韧性。(3)淬透性和硬化能力应具有良好的淬透性和硬化能力，以确保冷

3、加工模具能在温和的冷却介质中淬火和硬化；淬火后，容易获得高而均匀的硬度(5864HRC)和深硬化层。(4)小淬火变形对淬火温度、模具尖角等因素不敏感，淬火开裂倾向小。模具钢的选材碳素工具钢的优点：价格便宜，易锻造，可加工性好。缺点：淬透性差，变形和开裂倾向高，耐磨性和热强度低。1常用碳工具钢等级T7A、T8A、T10A、T12A等。2机械性能(1)碳含量的影响钢的硬度主要由碳含量和显微组织决定。碳含量越高，硬度越高，耐磨性越好。(2)淬火温度的影响。适当提高淬火温度可以增加硬化层的厚度，从而提高模具的承载能力，但过高的淬火温度会降低强度和韧性。(3)回火温度的影响碳工具钢的硬度随着回火温度的升

4、高而降低。150300回火后，抗弯强度和冲击韧性随着回火温度的升高而明显提高。因此，应根据不同钢种选择最佳回火温度。(1)锻造性能碳工具钢热变形抗力低，锻造温度范围宽，锻造工艺性好。在锻造过程中，初锻和终锻应在中间用力敲打。在敲击过程中，注意各部分的均匀变形，保持各部分温度均匀；注意多向镦粗；注意保证足够的锻造比。总锻造比一般为818，单锻造比一般为23。如果使用510，效果会更好。(2)经过退火和正火后，锻造的碳素工具钢模坯需要进行退火处理，使其具有良好的工艺性能，为切削和淬火做好了充分准备。碳素工具钢的调质工艺，如T7A、T8A、T10A、T12A等。T10A钢是一种性能较好的碳素工具钢，

5、具有较高的耐磨性和较低的淬火过热敏感性。经过适当的热处理，可以获得较高的强度和一定的韧性T7A钢的耐磨性不如T10A钢，但它具有良好的韧性，可用于要求较高韧性的模具。T12A钢碳化物过剩，颗粒大，分布不均匀，网状碳化物严重，可用于要求高硬度和耐磨性但韧性不高的切边模具和切刀。3.模具钢油淬：在碳素工具钢的基础上，加入铬、钼、钨、钒、硅、锰等合金元素。目的：提高钢的淬透性、力学性能和回火稳定性。特点：硬度高，淬透性适中，其中CrWMn钢的淬透性优于9Mn2V钢，而9Mn2V钢在较低温度下可以淬火，其淬火变形略小。常用油淬模具钢：CrWMn、9CrWMn、9Mn2V、MnCrWV钢等。9Mn2V钢

6、的特点：9mn2v钢是利用我国丰富的锰、钒资源开发的无铬冷作模具钢；锰的质量分数高达1.70-2.00；钢的淬透性很好。(1)力学性能9Mn2V钢比CrWMn钢碳化物少，颗粒大，耐磨性不如CrWMn钢，但仍比T10钢高67倍。锰降低了钢的Ms点，淬火后有更多的残余奥氏体，尤其是CrWMn钢，所以淬火变形比CrWMn钢小，但其尺寸稳定性不如CrWMn钢。9Mn2V钢的淬透性接近9SiCr钢，但低于CrWMn钢。缺点：回火稳定性差，几乎与碳素工具钢相似。(2)工艺性能(a)锻造工艺初始锻造温度为11301160，最终锻造温度为800，空冷至650700，然后缓慢冷却。退火工艺加热温度750770，

7、保温35小时，等温温度680700，保温46小时。淬火温度为780，820，油冷，硬度在62HRC以上，热处理变形小。回火温度为150，200，空气冷却，硬度为6062HRC，回火温度为200，300，应防止回火脆性和显著的体积膨胀。(3)用途：适用于制造冷冲压模具、冷压模具、雕刻模具、落料模具等。通常要求尺寸更小。制造了厚度小于4毫米的冷冲压模具，磨削寿命稳定在23.5万次。9 sicr钢9SiCr钢是一种特种切削工具钢，也可用于制造机床附件和冷加工模具，如印刷模具、滚齿模具、滚丝板、冷冲压模具等。(1)机械性能9SiCr钢从室温到900的机械性能如下表所示。16、17、(2)工艺性能(a)

8、锻造工艺初始锻造温度为10501100，最终锻造温度为850800，锻造后缓慢冷却；(b)退火工艺加热温度780810，保温24小时；等温温度680720，保温46小时；淬火温度为860880，油为冷油，硬度为6265HRC，可分段淬火或等温淬火；回火工艺的回火温度为180，200，硬度为6062HRC，脆性为250。应避免在此温度范围内回火。(3)适用范围适用于制造冷冲压模具和印刷模具。例如，900、260、280等温处理30分钟后，9SiCr钢制成的螺栓十字槽模具的硬度为5759HRC，具有良好的强度和韧性，其使用寿命是常规处理模具的三倍。18，3: 9 crwmn和9 crwmn的总质量

9、分数小于5%，是一种常用的中高档模具钢，含铬、钨、钼等元素，具有耐磨性好、淬火变形小、使用寿命长等特点。(1)机械性能具有一定的淬透性和耐磨性，淬火变形小，碳化物分布均匀，颗粒细小。(a)锻造工艺初始锻造温度为10501100，最终锻造温度为850，锻造后缓慢冷却；(b)退火工艺加热温度790810，保温23h；等温温度700720，保温34小时；(3)正火温度为880，900，硬度为302338HBS，以消除网状、粗大和球形混合组织，提高淬透性。预热温度与9Mn2V钢和9SiCr钢相比，CrWMn钢在低温淬火和回火过程中含有较多的碳化物，因此具有较高的硬度和耐磨性，w能细化晶粒。由于锰的存在

10、，淬火后有更多的残余组织，所以淬火变形小，被称为微变形钢。(1)机械性能具有较高的硬度和耐磨性，较好的韧性，较低的过热敏感性和较小的淬火变形。工艺性能(一)锻造工艺初始锻造温度为1100-1140，最终锻造温度为800850。锻造后，应将其空气冷却至650700，然后转移至热灰中进行缓慢冷却。(b)退火工艺CrWMn钢锻造后需要等温球化退火，退火加热温度为790830，等温温度为700720。退火后，显微组织相对均匀，退火硬度约为255207HBS。(3)淬火工艺淬火温度为820840，油淬硬度为6365HRC，直径为4050毫米的钢件可在油中淬火。860加热和280等温淬火后，CrWMn钢的

11、强度和韧性明显提高。回火工艺回火温度200，回火硬度6062HRC。(3)适用范围适用于制造尺寸大、形状复杂、易变形、精度高的中小型模具，如冷冲压和挤压凹凸模、轻载冲裁模、轻载拉深模和弯曲翻边模。22，5: Cr2钢的成分与GCr15基本相同。T10钢中加入一定量的铬，其淬透性、硬度和耐磨性均高于碳素工具钢。此外，钢的尺寸在淬火和回火过程中几乎没有变化。Cr12钢不仅用于制造量具，还用于制造冷加工模具零件，如拉丝模和冷镦模。钢的新特性(GD): GD钢是一种高强度、高韧性、碳化物偏析小、淬透性高的钢。成分：GD钢的总合金含量约为4(质量分数)。在CrWMn钢的基础上，适当降低碳含量以减少碳化物

12、偏析，同时加入镍、硅和钼。(1)高力学性能：强韧性指标接近基体钢，部分韧性指标超过基体钢；GD钢在冲击韧性、小能量和耐多次冲击性、断裂韧性和压缩屈服点方面优于CrWMn钢和Cr12MoV钢。(2)工艺性能(1)锻造工艺GD钢碳化物偏析小，下料后可直接使用。如果需要锻造，锻造性能好，GD钢的锻造温度范围宽，可一次成形，成品率可达80%以上。加热温度为10801120，初锻温度为10401060，终锻温度为850。退火工艺加热至760780，保持2小时，然后以30/小时的速度冷却至680，保持6小时，冷却至550，空冷。淬火和回火淬火温度是870930，最好是900。它在盐浴炉中加热，加热系数为4

13、5秒/毫米，可油淬、风冷或风冷。回火温度为175230，回火硬度为5862HRC。(3)适用范围可替代CrWMn、Crl2、GCr15、6CrW2Si、9SiCr、9Mn2V等钢制造各种易开裂、易断裂的冷加工模具，如冷挤压模具、冷弯模具、冷镦模具、精密塑料模具、温挤压模具等。此外，在火焰淬火模具方面也取得了可喜的进展。气淬模具钢的一般特性：气淬模具钢的合金含量比油淬模具钢高，具有较好的空冷硬化能力和较深的淬火深度，这对于淬火和回火后要求形状稳定的复杂模具或高精度模具非常有利。这些钢具有良好的耐磨性，热处理后变形小。第二，常用的空气淬火模具钢：Cr5Mo1V，cr6v，cr4w2mov，8cr

14、2 mnw mov(8cr 2s)。特点：cr5mo1v钢是一种综合性能良好的中合金冷加工模具钢。在空气淬火模具钢中，它具有较好的淬透性、较高的耐磨性和较小的热处理变形。(1)机械性能Cr5Molv钢含铬量中等，共晶碳化物少，碳化物分布均匀，耐磨性好，热处理变形小，淬透性好。在低硬度时可以获得更高的硬度P32，28，2: cr6vv钢特点：cr6vv钢是一种高碳中铬冷作模具钢，具有良好的综合性能。淬火变形小，淬透性好，耐磨性好，有一定的韧性。与Cr12和Cr12MoV钢相比，由于合金元素和碳含量较低，钢中碳化物分布更均匀。(1)力学性能高韧性、低耐磨性、韧性优异：抗弯强度为350400兆帕，冲

15、击韧性比Crl2MoV钢高40倍。工艺性能淬火温度为960980，油淬硬度高于60HRC。(3)适用范围：可用于制造大批量生产薄板和中厚度钣金件的大型模具，也可用于制造小型精密模具和中负荷冷挤压冲头。30、31、3Cr4W2MOV、Cr4W2MOV是替代Cr12开发的新型高碳中铬钢。其性能相对稳定，模具使用寿命比Cr12和Cr12MoV长得多。用途：制造各种模具、冷镦模具、冲裁模具、冷挤压模具和滚丝板。32，48cr2mnwmovs (8cr2s)和8cr2mnwmovs钢是我国开发的自由切削精密冷加工模具钢。在具有较高强度和韧性的调质状态下，8Cr2S仍具有较好的可加工性，因此该模具可在加工后直接使用，非常适合形状复杂或要求特别高尺寸匹配的模具。(1)机械性能：8Cr2S钢具有高强度和高韧性，良好的机械加工性能和镜面抛光性能，良好的表面处理性能，可进行氮、硼、铬、镍等表面处理。(2)工艺性能(1)锻造工艺具有良好的锻造性能，锻造加热温度为1100-1150，初锻温度为1060，终锻温度为900。锻造后，锰沿锻造和轧制方向延伸成条状。锻造后，应将其空气冷却至650700，然后转移至热灰中进行缓慢