模具材料及表面處理課件吳兆祥版(全)

1、l 汽車、拖拉機(jī)零件： 70%l 塑料制品： 80%90%l 日用五金： 60%70%2、模具材料技術(shù)對(duì)模具及被加工產(chǎn)品的影響l 模具材料技術(shù)影響到模具的制造成本。l 模具材料技術(shù)影響到模具的壽命，從而影響產(chǎn)品成本。l 模具材料技術(shù)影響模具的質(zhì)量，從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。3、行業(yè)要求l合理選用模具材料。l合理實(shí)施模具的熱處理及表面處理。l大力推廣模具新材料、新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用。l 模具鋼系列化水平提高，現(xiàn)納入GB有26只鋼。l 研制出不少新型模具鋼：冷作模具鋼有GD、CH-1、LD、65Nb、CG-2等。熱作模具鋼有5Cr2NiMoVSi、HM1、012Al、HD等。塑料模具鋼有P20、718、

2、8Cr2S、5NiSCa等。l 硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金應(yīng)用成熟。l 強(qiáng)韌化處理新工藝廣泛采用。l 表面技術(shù)水平不斷提高。l 發(fā)達(dá)國(guó)家的模具鋼系列化標(biāo)準(zhǔn)化程度高。l 發(fā)達(dá)國(guó)家模具鋼品種規(guī)格齊全，多以厚板方料扁料類型并經(jīng)預(yù)處理狀態(tài)供應(yīng)市場(chǎng)。l 發(fā)達(dá)國(guó)家模具鋼冶金技術(shù)先進(jìn)，鋼材的純凈度、均勻性高。l 發(fā)達(dá)國(guó)家重視模坯及模具使用的后處理。l 發(fā)達(dá)國(guó)家模具表面處理設(shè)備及工藝先進(jìn)。本門課程屬于專業(yè)課程，學(xué)習(xí)要求如下：掌握各類模具材料的特性、強(qiáng)韌化方法、使用范圍。正確選用模具材料熱處理方法。熟悉各類模具的表面處理及選用。三、耐磨性三、耐磨性三、耐熱性三、耐熱性2、模腔過(guò)渡圓角半徑、模腔過(guò)渡圓角半徑R的影響的

3、影響 冷擠壓凹模幾何形狀及尺寸對(duì)模具壽命的影響：冷擠壓凹模幾何形狀及尺寸對(duì)模具壽命的影響：入口處的形狀和內(nèi)圓角半徑入口處的形狀和內(nèi)圓角半徑R對(duì)模對(duì)模具壽命影響很大，增大圓角半徑具壽命影響很大，增大圓角半徑R，可提高模具壽命。，可提高模具壽命。三、模具材料對(duì)模具壽命的影響三、模具材料對(duì)模具壽命的影響五、模具的使用對(duì)模具壽命的影響五、模具的使用對(duì)模具壽命的影響第二章第二章 冷作模具材料冷作模具材料第一節(jié)第一節(jié) 冷作模具對(duì)材料性能的要冷作模具對(duì)材料性能的要求求l足夠的韌性（受沖擊載荷大、易受偏心彎曲的模具）足夠的韌性（受沖擊載荷大、易受偏心彎曲的模具）二、工藝性能要求二、工藝性能要求l鍛造性鍛造性熱

4、鍛變形抗力低、塑性好熱鍛變形抗力低、塑性好鍛造溫度范圍寬鍛造溫度范圍寬鍛裂、冷裂及碳化物析出傾向小鍛裂、冷裂及碳化物析出傾向小l切削加工性切削加工性切削力小、切削用量大切削力小、切削用量大刀具磨損小、加工表面光潔刀具磨損小、加工表面光潔l磨削加工性磨削加工性對(duì)砂輪質(zhì)量及冷卻條件不敏感對(duì)砂輪質(zhì)量及冷卻條件不敏感不易發(fā)生磨傷與磨裂不易發(fā)生磨傷與磨裂l熱處理工藝性熱處理工藝性淬透性淬透性 ：獲得淬硬層深度：獲得淬硬層深度回火穩(wěn)定性：模具鋼受熱軟化的能力回火穩(wěn)定性：模具鋼受熱軟化的能力脫碳傾向、過(guò)熱敏感性脫碳傾向、過(guò)熱敏感性淬火變形開(kāi)裂傾向淬火變形開(kāi)裂傾向三、冷作模具材料的成分特點(diǎn)三、冷作模具材料的成

5、分特點(diǎn)1、鋼的含量、鋼的含量對(duì)高耐磨的冷作模具：對(duì)高耐磨的冷作模具：0.7%2.3%C對(duì)高強(qiáng)韌性冷作模具：對(duì)高強(qiáng)韌性冷作模具：0.5%0.7%C2、合金化特點(diǎn)、合金化特點(diǎn)加入強(qiáng)碳化物形成元素和增加淬透性的元素加入強(qiáng)碳化物形成元素和增加淬透性的元素主要合金元素的作用：主要合金元素的作用：錳錳淬透性淬透性 減小變形減小變形有回火脆有回火脆硅硅淬透性淬透性回火穩(wěn)定性回火穩(wěn)定性屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度過(guò)熱脫碳傾向大過(guò)熱脫碳傾向大鉻鉻淬透性淬透性抗氧化性抗氧化性耐磨性耐磨性有回火脆性有回火脆性鎳鎳強(qiáng)度和韌性強(qiáng)度和韌性淬透性淬透性耐蝕性耐蝕性有回火脆有回火脆 鉬、鎢、釩：鉬、鎢、釩：屬?gòu)?qiáng)碳化物形成元素，具有二次屬

6、強(qiáng)碳化物形成元素，具有二次硬化效果，對(duì)提高鋼的回火穩(wěn)定性、耐磨性、耐熱硬化效果，對(duì)提高鋼的回火穩(wěn)定性、耐磨性、耐熱性都具有顯著作用。性都具有顯著作用。第二節(jié)第二節(jié) 冷作模具材料及熱處理規(guī)范冷作模具材料及熱處理規(guī)范冷作模具鋼綜合分類：冷作模具鋼綜合分類： 低淬透性冷作模具鋼低淬透性冷作模具鋼 低變形冷作模具鋼低變形冷作模具鋼 高耐磨微變形冷作模具鋼高耐磨微變形冷作模具鋼 抗沖擊冷作模具鋼抗沖擊冷作模具鋼 高強(qiáng)韌性冷作模具鋼高強(qiáng)韌性冷作模具鋼 高耐磨、高韌性冷作模具鋼高耐磨、高韌性冷作模具鋼 特殊用途冷作模具鋼特殊用途冷作模具鋼一、低淬透性冷作模具鋼一、低淬透性冷作模具鋼（一）碳素工具鋼（一）碳素

7、工具鋼1、主要性能特點(diǎn)、主要性能特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜，來(lái)源方便，較高的硬度，價(jià)格便宜，來(lái)源方便，較高的硬度，一定的耐磨性，易于鍛造，易于軟化。一定的耐磨性，易于鍛造，易于軟化。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：淬透性差，淬火易于變形、開(kāi)裂淬透性差，淬火易于變形、開(kāi)裂 ，模具壽命短。模具壽命短。典型鋼種：典型鋼種：T7A、T10A、T12A2、熱加工工藝、熱加工工藝1）鍛造）鍛造 鍛造工藝見(jiàn)表鍛造工藝見(jiàn)表23。工藝要點(diǎn)：工藝要點(diǎn)： 終鍛溫度不能過(guò)高，冷卻速度不宜過(guò)緩（鍛后空終鍛溫度不能過(guò)高，冷卻速度不宜過(guò)緩（鍛后空冷），以避免析出二次網(wǎng)狀滲碳體。冷），以避免析出二次網(wǎng)狀滲碳體。l無(wú)粗大或網(wǎng)狀碳化物時(shí)，采用球化

8、退火。無(wú)粗大或網(wǎng)狀碳化物時(shí)，采用球化退火。l出現(xiàn)粗大或網(wǎng)狀碳化物時(shí)，先正火再球化退火。出現(xiàn)粗大或網(wǎng)狀碳化物時(shí)，先正火再球化退火。2）退火與正火）退火與正火鍛后模具毛坯應(yīng)經(jīng)預(yù)備熱處理：鍛后模具毛坯應(yīng)經(jīng)預(yù)備熱處理：u球化退火和正火工藝見(jiàn)表球化退火和正火工藝見(jiàn)表2-4、2-5。3）淬火與回火）淬火與回火 碳素工具鋼淬火和回火工藝規(guī)范見(jiàn)碳素工具鋼淬火和回火工藝規(guī)范見(jiàn)表表2-6，但對(duì)于具體模具應(yīng)進(jìn)行選擇。，但對(duì)于具體模具應(yīng)進(jìn)行選擇。n淬火溫度的選擇淬火溫度的選擇考慮的因素見(jiàn)圖考慮的因素見(jiàn)圖2-1、2-2。 圖圖2-1 淬火溫度對(duì)淬火溫度對(duì)T10A鋼強(qiáng)韌性的影響 圖圖2-2 淬火溫度對(duì)淬火溫度對(duì)T8鋼鋼淬

9、硬層深度的影響淬硬層深度的影響 綜合分析如下綜合分析如下： 提高淬火溫度，鋼的強(qiáng)韌性下降，變形、開(kāi)裂提高淬火溫度，鋼的強(qiáng)韌性下降，變形、開(kāi)裂的傾向增大。但提高淬火溫度，可提高淬透性，增的傾向增大。但提高淬火溫度，可提高淬透性，增加硬化層深度，提高模具的承載能力。加硬化層深度，提高模具的承載能力。據(jù)此，碳素工具鋼制模具的淬火溫度選擇原則是：據(jù)此，碳素工具鋼制模具的淬火溫度選擇原則是：l對(duì)于小型模具，可采用較低淬火溫度對(duì)于小型模具，可采用較低淬火溫度（760780）。）。l對(duì)于較大型模具，適當(dāng)提高淬火溫度對(duì)于較大型模具，適當(dāng)提高淬火溫度（800850）。）。l對(duì)于形狀復(fù)雜的模具，應(yīng)采用較低淬火溫度

10、。對(duì)于形狀復(fù)雜的模具，應(yīng)采用較低淬火溫度。n淬火冷卻方式的選擇淬火冷卻方式的選擇冷卻方式冷卻方式水溶液、油冷水溶液、油冷水溶液水溶液油、水溶液油、水溶液硝鹽硝鹽分級(jí)淬火、等溫淬火分級(jí)淬火、等溫淬火具體冷卻方法及適用范圍見(jiàn)表具體冷卻方法及適用范圍見(jiàn)表2-7。n 回火溫度選擇回火溫度選擇 淬火后應(yīng)及時(shí)回火，回火溫度根據(jù)性能要淬火后應(yīng)及時(shí)回火，回火溫度根據(jù)性能要求而定。圖求而定。圖2-3所示為碳素工具鋼的力學(xué)性能所示為碳素工具鋼的力學(xué)性能與回火溫度的關(guān)系。與回火溫度的關(guān)系。圖圖2-3綜合分析，回火溫度確定如下：綜合分析，回火溫度確定如下：l硬度要求較高時(shí)，宜采用硬度要求較高時(shí)，宜采用150200回火

11、。回火。l抗彎強(qiáng)度要求較高時(shí)，宜采用抗彎強(qiáng)度要求較高時(shí)，宜采用220280回火回火n回火時(shí)間回火時(shí)間 12小時(shí)小時(shí)n回火冷卻回火冷卻 油冷或硝鹽浴油冷或硝鹽浴3、應(yīng)用范圍、應(yīng)用范圍 碳素工具鋼只適宜制作尺寸較小、形碳素工具鋼只適宜制作尺寸較小、形狀簡(jiǎn)單受載輕、生產(chǎn)批量不大的模具。狀簡(jiǎn)單受載輕、生產(chǎn)批量不大的模具。 如：如：T7-輕載小型冷作模，輕載小型冷作模，T8-拉深模，拉深模，T10-冷冷鐓模，鐓模，T12-拉絲、切邊模拉絲、切邊模（二）（二）GCr15鋼鋼1、主要性能特點(diǎn)、主要性能特點(diǎn)GCr15鋼是專用軸承鋼，冶金質(zhì)量較高，與碳工鋼相比：鋼是專用軸承鋼，冶金質(zhì)量較高，與碳工鋼相比：l硬度

12、高，耐磨性好硬度高，耐磨性好 l接觸疲勞強(qiáng)度高接觸疲勞強(qiáng)度高l淬透性高，淬、回火變形開(kāi)裂傾向小淬透性高，淬、回火變形開(kāi)裂傾向小l回火穩(wěn)定性高，有較高的強(qiáng)韌性回火穩(wěn)定性高，有較高的強(qiáng)韌性l使用壽命大幅提高使用壽命大幅提高2、熱加工工藝、熱加工工藝GCr15鋼的鍛造性能較好，工藝規(guī)程一般是：鋼的鍛造性能較好，工藝規(guī)程一般是： 加熱溫度：加熱溫度：10501100 始鍛溫度：始鍛溫度：10201080 終鍛溫度：終鍛溫度：850，鍛后緩冷。，鍛后緩冷。l鍛造工藝不當(dāng)，碳化物將出現(xiàn)不良分布。鍛造工藝不當(dāng)，碳化物將出現(xiàn)不良分布。1)鍛造鍛造2)球化退火與正火球化退火與正火鍛后采用等溫球化退火：鍛后采用等

13、溫球化退火：加熱溫度：加熱溫度：770790，保溫，保溫24h。等溫溫度：等溫溫度：690720，等溫，等溫46h。退火后硬度：退火后硬度：217255HBW。l鍛后若出現(xiàn)網(wǎng)狀、條狀碳化物，在退火前必須正火。鍛后若出現(xiàn)網(wǎng)狀、條狀碳化物，在退火前必須正火。正火工藝：正火工藝： 加熱溫度加熱溫度 930950。 冷卻方式冷卻方式 小型模塊，空冷；較大模塊，鼓小型模塊，空冷；較大模塊，鼓風(fēng)或噴霧；大型模塊，熱油中冷卻。風(fēng)或噴霧；大型模塊，熱油中冷卻。3）淬火與回火）淬火與回火淬火加熱溫度：淬火加熱溫度：830860，油冷。，油冷。l尺寸較大或分級(jí)淬火的模具，宜選尺寸較大或分級(jí)淬火的模具，宜選8408

14、60。l尺寸較小模具，宜選尺寸較小模具，宜選830850。l箱式爐加熱應(yīng)比鹽浴爐加熱溫度高。箱式爐加熱應(yīng)比鹽浴爐加熱溫度高。 3、應(yīng)用、應(yīng)用 適于制作精度要求較高的小尺寸落料模、冷擠壓模、適于制作精度要求較高的小尺寸落料模、冷擠壓模、搓絲板和成型模。搓絲板和成型模。 二、低變形冷作模具鋼二、低變形冷作模具鋼成分特點(diǎn)：成分特點(diǎn)：碳工鋼碳工鋼+少量少量Gr、Mn、Si、W、V典型鋼種：典型鋼種：CrWMn、9Mn2V、MnCrWV（一）（一） CrWMn1、主要性能特點(diǎn)、主要性能特點(diǎn)l淬透性良好（淬透性良好（4050模具油中可淬透）模具油中可淬透）l耐磨性良好（耐磨性良好（W碳化物作用）碳化物作用

15、）l淬火變形小淬火變形小l易形成網(wǎng)狀碳化物，鍛造不良，韌性差易形成網(wǎng)狀碳化物，鍛造不良，韌性差2、熱加工工藝、熱加工工藝1）鍛造）鍛造加熱：加熱：11001150，始鍛：，始鍛：10501100終鍛：終鍛：800850，鍛后空冷至，鍛后空冷至650后緩冷后緩冷2)退火與正火退火與正火 退火工藝：退火工藝：加熱加熱790830，等溫，等溫700720，保溫保溫12h，爐冷至，爐冷至550出爐。出爐。 鍛造不良，出現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物或粗大晶粒時(shí)，需正火。鍛造不良，出現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物或粗大晶粒時(shí)，需正火。 正火工藝：正火工藝：930950保溫后空冷保溫后空冷3)淬、回火淬、回火圖圖26、27為為CrWMn鋼的

16、力學(xué)性能與淬火溫度的關(guān)鋼的力學(xué)性能與淬火溫度的關(guān)系：系： 綜合兩圖分析：綜合兩圖分析：普通淬火溫度普通淬火溫度820840油冷適宜，油冷適宜，硬度可達(dá)硬度可達(dá)6365HRC。 圖圖28為為CrWMn鋼普通淬火與等溫淬火的力學(xué)性能比鋼普通淬火與等溫淬火的力學(xué)性能比較。較。 由圖可見(jiàn)：由圖可見(jiàn)：要求高韌性的模具，采要求高韌性的模具，采用等溫淬火合適。用等溫淬火合適。圖圖28 圖圖29、210、211為為CrWMn鋼回火溫度與力學(xué)性能的關(guān)系。鋼回火溫度與力學(xué)性能的關(guān)系。 由圖可見(jiàn)由圖可見(jiàn)CrWMn 鋼回火溫度鋼回火溫度160200合適合適圖圖29圖圖210圖圖2113、應(yīng)用范圍、應(yīng)用范圍 主要用于制

17、造要求變形小、形狀復(fù)雜的輕載沖主要用于制造要求變形小、形狀復(fù)雜的輕載沖裁模，輕載拉深、彎曲、翻邊模。裁模，輕載拉深、彎曲、翻邊模。 CrWMn鋼碳化物易產(chǎn)生偏析的問(wèn)題，生鋼碳化物易產(chǎn)生偏析的問(wèn)題，生產(chǎn)中往往難以解決，造成模具使用中脆斷損壞產(chǎn)中往往難以解決，造成模具使用中脆斷損壞比較嚴(yán)重，建議選用比較嚴(yán)重，建議選用MnCrWV或或9CrWMn鋼替代。鋼替代。（二）（二）9Mn2V鋼鋼1、主要性能特點(diǎn)、主要性能特點(diǎn) 與與CrWMn鋼相比，二者耐磨性相近，鋼相比，二者耐磨性相近，9Mn2V鋼的碳鋼的碳化物不均勻性和淬火開(kāi)裂的傾向性比化物不均勻性和淬火開(kāi)裂的傾向性比CrWMn鋼小，但淬鋼小，但淬透性低

18、，回火穩(wěn)定稍差。透性低，回火穩(wěn)定稍差。2、熱加工工藝、熱加工工藝1）鍛造）鍛造 始鍛：始鍛：11301160，終鍛：，終鍛：800850，空冷至空冷至650700轉(zhuǎn)入爐灰中冷卻。轉(zhuǎn)入爐灰中冷卻。 2）退火）退火 加熱加熱750770/35h，等溫，等溫0700/46h。3）淬、回火）淬、回火 圖圖211、圖、圖212為為9Mn2V鋼的力學(xué)性能與淬火溫鋼的力學(xué)性能與淬火溫度的關(guān)系。度的關(guān)系。圖圖211圖圖212 由圖分析可知：由圖分析可知： 9Mn2V鋼的淬火溫度范圍較寬，在鋼的淬火溫度范圍較寬，在840以下淬火，力學(xué)性能基本不變，以下淬火，力學(xué)性能基本不變，840以上淬火，綜合以上淬火，綜合力

19、學(xué)性能將會(huì)下降。因此力學(xué)性能將會(huì)下降。因此合適的淬火溫度為合適的淬火溫度為780840，根根據(jù)模具的性能要求在此范圍可適當(dāng)調(diào)整。據(jù)模具的性能要求在此范圍可適當(dāng)調(diào)整。 淬火一般采用油冷，形狀復(fù)雜的模具可用淬火一般采用油冷，形狀復(fù)雜的模具可用100熱油冷卻熱油冷卻或硝鹽浴分級(jí)淬火?；蛳觖}浴分級(jí)淬火。 圖圖214是回火溫度對(duì)是回火溫度對(duì)9Mn2V鋼的硬度和沖擊韌性的影響，鋼的硬度和沖擊韌性的影響，分析可知：分析可知： 因此，因此， 9Mn2V鋼適宜的回火溫度為鋼適宜的回火溫度為160180。l在在200250回火，出現(xiàn)明顯的回火脆。回火，出現(xiàn)明顯的回火脆。l在在200以上回火，硬度下降速率增大，以上

20、回火，硬度下降速率增大，表明回火穩(wěn)定性差。表明回火穩(wěn)定性差。3、應(yīng)用范圍、應(yīng)用范圍 9Mn2V鋼適用于制作鋼板厚度小于鋼適用于制作鋼板厚度小于4mm的冷沖模，還適的冷沖模，還適合制作精密量具。合制作精密量具。圖圖214（三）其他低變形冷作模具鋼（三）其他低變形冷作模具鋼 應(yīng)用較多的低變形冷作模具鋼還有應(yīng)用較多的低變形冷作模具鋼還有9CrWMn、MnCrWnV、SiMnMo等。往往作為等。往往作為CrWMn和和9Mn2V的替代鋼種，使用的替代鋼種，使用效果良好。效果良好。 Cr12 型鋼包括型鋼包括 Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1。其。其中中Cr12Mo1V1屬于新型鋼種。屬于新型

21、鋼種。 此類鋼從成分特點(diǎn)看屬于高碳高鉻鋼，從組織特點(diǎn)看屬于萊此類鋼從成分特點(diǎn)看屬于高碳高鉻鋼，從組織特點(diǎn)看屬于萊氏體鋼，從應(yīng)用上看，應(yīng)用廣，用量大。既有傳統(tǒng)鋼種，也有新氏體鋼，從應(yīng)用上看，應(yīng)用廣，用量大。既有傳統(tǒng)鋼種，也有新型鋼種，典型鋼號(hào)有：型鋼種，典型鋼號(hào)有：Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1、Cr4W2MoV. （一）（一） Cr12 型鋼型鋼三、高耐磨微變形冷作模具鋼三、高耐磨微變形冷作模具鋼1、主要性能特點(diǎn)、主要性能特點(diǎn)n應(yīng)用狀態(tài)，組織中含有大量鉻的碳化物顆粒，耐磨性很高。應(yīng)用狀態(tài)，組織中含有大量鉻的碳化物顆粒，耐磨性很高。n具有高硬度、高抗壓強(qiáng)度和高承載能力。具有高硬度、

22、高抗壓強(qiáng)度和高承載能力。n淬火變形小，通過(guò)淬火溫度的調(diào)整可達(dá)微變形程度。淬火變形小，通過(guò)淬火溫度的調(diào)整可達(dá)微變形程度。Cr12 型鋼特點(diǎn)比較：型鋼特點(diǎn)比較： Cr12碳量高達(dá)碳量高達(dá)2.3%，碳化物不均勻性嚴(yán)重，脆性大；，碳化物不均勻性嚴(yán)重，脆性大；Cr12MoV碳量減少至碳量減少至1.5%，Mo、V加入碳化物細(xì)化，韌性加入碳化物細(xì)化，韌性增加；增加； Cr12Mo1V1鋼鋼Mo、V進(jìn)一步增加，碳化物更加細(xì)化，進(jìn)一步增加，碳化物更加細(xì)化，韌性更好，但鍛造性稍差，難退火。韌性更好，但鍛造性稍差，難退火。2、熱加工工藝、熱加工工藝1）鍛造）鍛造 Cr12型鋼因是萊氏體鋼，軋制后仍殘留明型鋼因是萊氏

23、體鋼，軋制后仍殘留明 顯的帶狀和網(wǎng)狀碳化物，將造成模具淬火開(kāi)裂，嚴(yán)重?fù)p害顯的帶狀和網(wǎng)狀碳化物，將造成模具淬火開(kāi)裂，嚴(yán)重?fù)p害鋼的力學(xué)性能，必須嚴(yán)格鍛造，使碳化物級(jí)別符合要求。鋼的力學(xué)性能，必須嚴(yán)格鍛造，使碳化物級(jí)別符合要求。 （P24：表：表211為碳化物級(jí)別與力學(xué)性能的關(guān)系）為碳化物級(jí)別與力學(xué)性能的關(guān)系）鍛造工藝鍛造工藝預(yù)熱預(yù)熱750850，加熱，加熱10501100始鍛始鍛10001050，終鍛，終鍛850900uCr12型鋼鍛造性能差，必須堅(jiān)持多向、多次鐓拔才能型鋼鍛造性能差，必須堅(jiān)持多向、多次鐓拔才能使碳化物碎化并分布合理。使碳化物碎化并分布合理。2）退火）退火 鍛后應(yīng)及時(shí)退火。鍛后應(yīng)及

24、時(shí)退火。等溫退火工藝等溫退火工藝加熱加熱850870/24h等溫等溫740760/46h爐冷至爐冷至550以下出爐空冷以下出爐空冷退火后的硬度為退火后的硬度為207255HBW，便于切削加工。，便于切削加工。3）淬火與回火）淬火與回火 圖圖215、216是淬火溫度對(duì)是淬火溫度對(duì)Cr12MoV鋼的組織和性能的影響。鋼的組織和性能的影響。圖圖215圖圖216由圖分析可知：由圖分析可知：l隨著淬火溫度升高，淬火硬度相應(yīng)增加。隨著淬火溫度升高，淬火硬度相應(yīng)增加。l淬火溫度大于淬火溫度大于1050若再提高淬火溫度，殘留奧氏體大若再提高淬火溫度，殘留奧氏體大幅增加導(dǎo)致硬度急劇下降。幅增加導(dǎo)致硬度急劇下降。

25、l淬火溫度大于淬火溫度大于1050淬火，奧氏體變粗，抗彎強(qiáng)度、沖淬火，奧氏體變粗，抗彎強(qiáng)度、沖擊韌度明顯降低。擊韌度明顯降低。圖圖217、218、219是回火溫度對(duì)是回火溫度對(duì)Cr12MoV鋼力學(xué)性鋼力學(xué)性能的影響。能的影響。圖圖217圖圖218圖圖219由圖分析可見(jiàn)：由圖分析可見(jiàn)：l鋼在鋼在520左右回火出現(xiàn)明顯的二左右回火出現(xiàn)明顯的二次硬化。次硬化。l在在200左右回火，其抗彎、抗壓左右回火，其抗彎、抗壓強(qiáng)度最高。強(qiáng)度最高。l在在400左右回火，斷裂韌度最高。左右回火，斷裂韌度最高。 因此，因此，Cr12 型鋼的淬火、回火溫度應(yīng)根據(jù)模具的性能型鋼的淬火、回火溫度應(yīng)根據(jù)模具的性能要求而定，一

26、般可選用三種淬回火工藝。要求而定，一般可選用三種淬回火工藝。 低溫淬火及低溫回火低溫淬火及低溫回火淬火溫度分別為淬火溫度分別為Cr12 鋼鋼950980， Cr12MoV鋼為鋼為10001020， Cr12Mo1V1鋼為鋼為9801040，回火都為，回火都為180200。性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：具有高的硬度、耐磨性及韌性，但抗壓強(qiáng)度較低具有高的硬度、耐磨性及韌性，但抗壓強(qiáng)度較低 高溫淬火及高溫回火高溫淬火及高溫回火 淬火溫度分別為：淬火溫度分別為： Cr12 鋼為鋼為10001100， Cr12MoV鋼為鋼為11151130， Cr12Mo1V1鋼為鋼為10601100，回火都為，回火都為5005

27、20。性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：具有高耐磨性、熱硬性及較高抗壓強(qiáng)度。具有高耐磨性、熱硬性及較高抗壓強(qiáng)度。 中溫淬火及中溫回火中溫淬火及中溫回火 主要用于主要用于Cr12MoV鋼，淬火溫度為鋼，淬火溫度為10201040，回火，回火400425。性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：最好的韌性，較高的斷裂韌度。最好的韌性，較高的斷裂韌度。 Cr12 型鋼淬火可采用空冷、油冷、分級(jí)淬火，回火型鋼淬火可采用空冷、油冷、分級(jí)淬火，回火可采用油冷或空冷，回火次數(shù)可采用油冷或空冷，回火次數(shù)13次。次。3、應(yīng)用范圍、應(yīng)用范圍 Cr12鋼：鋼：只適用于制造沖擊負(fù)荷小、耐磨性要求高只適用于制造沖擊負(fù)荷小、耐磨性要求高的沖切薄硬鋼板的沖

28、裁模。的沖切薄硬鋼板的沖裁模。 Cr12MoV和和Cr12Mo1V1鋼：鋼：廣泛用于制造大截面、廣泛用于制造大截面、形狀復(fù)雜的重載模具，如切邊模、落料模、滾邊模、拉絲模。形狀復(fù)雜的重載模具，如切邊模、落料模、滾邊模、拉絲模。nCr12Mo1V1脆斷傾向最小，模具壽命是脆斷傾向最小，模具壽命是Cr12MoV的的幾倍。幾倍。（二）（二）Cr4W2MoV鋼鋼 Cr4W2MoV鋼是新型中合金冷作模具鋼，鋼是新型中合金冷作模具鋼，Cr量比量比Cr12型鋼減少型鋼減少2/3，性能相近，主要特點(diǎn)如下：，性能相近，主要特點(diǎn)如下：1、主要性能特點(diǎn)、主要性能特點(diǎn)共晶碳化物顆粒細(xì)小，分布均勻。共晶碳化物顆粒細(xì)小，分

29、布均勻。具有較高的淬透性和淬硬性。具有較高的淬透性和淬硬性。具有較好的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。（具體性能指標(biāo)見(jiàn)具有較好的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。（具體性能指標(biāo)見(jiàn)教材表教材表212、213）1、熱加工工藝、熱加工工藝 Cr4W2MoV鋼鍛造溫度較窄，變形抗力較大，鍛造鋼鍛造溫度較窄，變形抗力較大，鍛造時(shí)應(yīng)注意這點(diǎn)。時(shí)應(yīng)注意這點(diǎn)。加熱：加熱：11301150，始鍛：始鍛：10401060終鍛：終鍛：850，坑冷或熱砂緩冷。，坑冷或熱砂緩冷。2）退火）退火 采用等溫退火。采用等溫退火。1）鍛造）鍛造加熱：加熱：860/3h，爐冷至，爐冷至760等溫等溫46h出爐緩冷。出爐緩冷。（球化效果良好，硬度小于（球化

30、效果良好，硬度小于241HBW）3）淬火與回火）淬火與回火根據(jù)模具工作條件可采用兩種淬回火工藝：根據(jù)模具工作條件可采用兩種淬回火工藝： 要求耐磨性和熱硬性高的模具：要求耐磨性和熱硬性高的模具：10201040淬火，淬火，520540三次回火。三次回火。 要求韌性好、變形小的模具：要求韌性好、變形小的模具：960980分級(jí)淬火，分級(jí)淬火，270290回火二次?；鼗鸲?。 Cr4W2MoV鋼主要用于制造各種沖模、冷鐓模、鋼主要用于制造各種沖模、冷鐓模、落料模、冷擠凹模及搓絲板，可替代落料模、冷擠凹模及搓絲板，可替代Cr12 型鋼。型鋼。3、應(yīng)用范圍、應(yīng)用范圍三、其他高耐磨微變形冷作模具鋼三、其他高

31、耐磨微變形冷作模具鋼 中合金冷作模具鋼中合金冷作模具鋼Cr6WV：具有較好的耐磨性和具有較好的耐磨性和韌性的配合，碳化物分布均勻，淬火變形小。主要用于韌性的配合，碳化物分布均勻，淬火變形小。主要用于制造高強(qiáng)度、高耐磨和承受一定沖擊載荷的模具，如鉆制造高強(qiáng)度、高耐磨和承受一定沖擊載荷的模具，如鉆套、冷沖模及沖頭等。套、冷沖模及沖頭等。 中合金空冷模具鋼中合金空冷模具鋼Cr5Mo1V：引自美國(guó)的引自美國(guó)的A2開(kāi)開(kāi)發(fā)的新鋼種，具有良好的空冷硬化性能，這對(duì)制造形狀發(fā)的新鋼種，具有良好的空冷硬化性能，這對(duì)制造形狀復(fù)雜的冷沖模是極為有利，特別適于制造要求高耐性又復(fù)雜的冷沖模是極為有利，特別適于制造要求高耐

32、性又要求好的韌性的模具，如下料模、沖頭、滾絲模、剪刀要求好的韌性的模具，如下料模、沖頭、滾絲模、剪刀片等。片等。（以上兩只鋼的熱處理工藝見(jiàn)教材表（以上兩只鋼的熱處理工藝見(jiàn)教材表214）四、高強(qiáng)度高耐磨冷作模具鋼四、高強(qiáng)度高耐磨冷作模具鋼典型鋼種：即高速鋼典型鋼種：即高速鋼W18Cr4V、W6Mo5Cr4V21、主要性能特點(diǎn)、主要性能特點(diǎn)成分特點(diǎn)：成分特點(diǎn)：Wc：0.7%0.9% 性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：具有高屈服強(qiáng)度、高抗壓強(qiáng)度、高抗彎強(qiáng)具有高屈服強(qiáng)度、高抗壓強(qiáng)度、高抗彎強(qiáng)度，高耐磨性，同時(shí)具有很高的回火穩(wěn)定性和熱硬性。承度，高耐磨性，同時(shí)具有很高的回火穩(wěn)定性和熱硬性。承載能力位于各傳統(tǒng)冷作模具鋼

33、之首。（與載能力位于各傳統(tǒng)冷作模具鋼之首。（與Cr12MoV的性的性能比較見(jiàn)教材表能比較見(jiàn)教材表215） 主要缺陷：主要缺陷：軋材中存在大量的合金碳軋材中存在大量的合金碳化物，并且成帶狀、網(wǎng)狀、塊狀分布，只化物，并且成帶狀、網(wǎng)狀、塊狀分布，只能用改鍛的方法使之細(xì)化。其次，導(dǎo)熱性能用改鍛的方法使之細(xì)化。其次，導(dǎo)熱性差、韌性不足，易脫碳氧化。差、韌性不足，易脫碳氧化。耐磨性比較見(jiàn)圖耐磨性比較見(jiàn)圖220圖圖2202、熱加工工藝、熱加工工藝1）鍛造）鍛造 鎢系高速鋼：鎢系高速鋼：加熱加熱11201150，始鍛，始鍛10401050，終鍛，終鍛900950，鍛后坑冷、砂冷或爐冷。，鍛后坑冷、砂冷或爐冷。

34、鉬系高速鋼：鉬系高速鋼：始鍛始鍛10001020，終鍛，終鍛850工藝要點(diǎn)：工藝要點(diǎn)：應(yīng)反復(fù)鐓粗與拔長(zhǎng)，鍛造比一般為應(yīng)反復(fù)鐓粗與拔長(zhǎng)，鍛造比一般為10左右左右2）退火）退火 常采用等溫退火常采用等溫退火 W18Cr4V鋼：鋼：加熱加熱870880/24h，等溫，等溫720750 /46h，隨爐冷至，隨爐冷至600650 出爐空冷。出爐空冷。 W6Mo5Cr4V2鋼：鋼：加熱加熱850860 ，其余工，其余工藝參數(shù)同上。藝參數(shù)同上。3）淬回火）淬回火 高速鋼傳統(tǒng)的用途主要用制造高速切削的各類刀具，高速鋼傳統(tǒng)的用途主要用制造高速切削的各類刀具，為了滿足刀具的熱硬性和耐磨性的要求，常采用高淬高回為了

35、滿足刀具的熱硬性和耐磨性的要求，常采用高淬高回的熱處理工藝，這種處理對(duì)于刀具雖然滿足了熱硬性和耐的熱處理工藝，這種處理對(duì)于刀具雖然滿足了熱硬性和耐磨性的要求，但韌性不足。磨性的要求，但韌性不足。 W6Mo5Cr4V2鋼經(jīng)不同淬火溫度和回火溫度的處鋼經(jīng)不同淬火溫度和回火溫度的處理，其硬度和韌性的變化見(jiàn)圖理，其硬度和韌性的變化見(jiàn)圖221。圖圖221 由圖可見(jiàn)，由圖可見(jiàn)，如要求較高的韌性，如要求較高的韌性，采用低溫淬火工藝較合理。采用低溫淬火工藝較合理。 因此，高速鋼用于重載模具常采因此，高速鋼用于重載模具常采用低淬低回或低淬高回的工藝。用低淬低回或低淬高回的工藝。具體工藝如下：具體工藝如下： W1

36、8Cr4V鋼：鋼：11001250加熱淬火，加熱淬火，560 回火三次或回火三次或150250 回火一次?；鼗鹨淮?。 W6Mo5Cr4V2鋼：鋼：10501200 加熱淬火，加熱淬火，560 回火三次或回火三次或150250 回火一次?；鼗鹨淮?。經(jīng)此處理硬度約為經(jīng)此處理硬度約為5864HRC，韌性良好。，韌性良好。3、應(yīng)用范圍、應(yīng)用范圍 高速鋼主要用來(lái)制作重負(fù)荷沖頭，如冷擠壓鋼鐵材料高速鋼主要用來(lái)制作重負(fù)荷沖頭，如冷擠壓鋼鐵材料的凸模，冷鐓沖頭，中厚鋼板沖孔沖頭（的凸模，冷鐓沖頭，中厚鋼板沖孔沖頭（1025），），直徑直徑56mm的小凸模以及用于沖裁奧氏體鋼、彈簧的小凸模以及用于沖裁奧氏體鋼、

37、彈簧鋼、高強(qiáng)度鋼板的中、小凸模和粉末冶金壓模等。鋼、高強(qiáng)度鋼板的中、小凸模和粉末冶金壓模等。 W6Mo5Cr4V2鋼的綜合性能優(yōu)于鋼的綜合性能優(yōu)于W18Cr4V鋼，制鋼，制作重載沖頭的使用效果更好。作重載沖頭的使用效果更好。五、抗沖擊冷作模具鋼五、抗沖擊冷作模具鋼 這類鋼化學(xué)成分接近合金調(diào)質(zhì)鋼，主加元素這類鋼化學(xué)成分接近合金調(diào)質(zhì)鋼，主加元素Mn、Si、Cr、W、Mo（見(jiàn)教材表（見(jiàn)教材表217）。）。（一）鉻鎢硅系鋼（一）鉻鎢硅系鋼典型鋼種：典型鋼種：4CrW2Si、5CrW2Si、 6CrW2Si（均已納入國(guó)標(biāo)）（均已納入國(guó)標(biāo)）1、主要性能特點(diǎn)、主要性能特點(diǎn)l淬透性良好，碳化物少，組織均勻，淬

38、火組織以板淬透性良好，碳化物少，組織均勻，淬火組織以板條狀馬氏體為主。條狀馬氏體為主。l具有高抗彎強(qiáng)度，高沖擊疲勞抗力高韌性和一的具有高抗彎強(qiáng)度，高沖擊疲勞抗力高韌性和一的耐磨性。耐磨性。l抗壓強(qiáng)度低，熱穩(wěn)定性差?？箟簭?qiáng)度低，熱穩(wěn)定性差。l淬火變形難以控制，脫碳敏感性較大。淬火變形難以控制，脫碳敏感性較大。2、熱加工工藝、熱加工工藝1）鍛造）鍛造 始鍛：始鍛：11501180，終鍛：，終鍛：800850 ，鍛后，鍛后緩冷。緩冷。2）退火）退火 普通退火：加熱普通退火：加熱800820/35h，爐冷至，爐冷至550出爐空冷。出爐空冷。為了改善切削加工性可采用軟化退火（高溫回火）為了改善切削加工性

39、可采用軟化退火（高溫回火）。 工藝：加熱工藝：加熱710740/36h，爐冷或空冷。，爐冷或空冷。3）淬火與回火）淬火與回火圖圖222為鉻鎢硅系鋼的熱處理特性：為鉻鎢硅系鋼的熱處理特性：a）淬火溫度對(duì)淬火溫度對(duì)6CrW2Si鋼的硬度和鋼的硬度和沖擊韌度的影響沖擊韌度的影響b） 5CrW2Si鋼的淬火工藝、回火鋼的淬火工藝、回火溫度對(duì)硬度的影響溫度對(duì)硬度的影響c） 5CrW2Si鋼的淬硬層曲線鋼的淬硬層曲線d）回火溫度對(duì)回火溫度對(duì)6CrW2Si鋼硬度、沖鋼硬度、沖擊韌度的影響擊韌度的影響 綜合分析可知：綜合分析可知： 鉻鎢硅系鋼具有較好的淬透性及明顯的強(qiáng)韌性峰值。鉻鎢硅系鋼具有較好的淬透性及明顯

40、的強(qiáng)韌性峰值。淬硬性低的淬硬性低的4CrW2Si鋼進(jìn)行滲碳淬火，可以獲得良好的綜鋼進(jìn)行滲碳淬火，可以獲得良好的綜合力學(xué)性能。合力學(xué)性能。 鉻鎢硅系鋼在鉻鎢硅系鋼在300350回火有輕微的回火有輕微的回火脆回火脆，450左右回火可以獲得左右回火可以獲得較高的沖擊韌度較高的沖擊韌度。因此回火工藝有。因此回火工藝有兩種選擇，即兩種選擇，即20250低回低回和和430470中回中回。鉻鎢硅系鋼適宜的淬回火工藝為：鉻鎢硅系鋼適宜的淬回火工藝為：淬火加熱：淬火加熱：860900油冷，油冷，淬火硬度淬火硬度5357HRC回火加熱回火加熱消除應(yīng)力，穩(wěn)定組織：消除應(yīng)力，穩(wěn)定組織：200250，5358HRC良好

41、韌性：良好韌性：430470，4550HRC3、應(yīng)用范圍、應(yīng)用范圍4CrW2Si鋼：鋼：主要制造大中型重載冷鐓沖頭及精壓模主要制造大中型重載冷鐓沖頭及精壓模 5CrW2Si鋼：鋼：主要制造重載冷剪刀片、中厚鋼板穿孔主要制造重載冷剪刀片、中厚鋼板穿孔沖頭及風(fēng)動(dòng)工具等。沖頭及風(fēng)動(dòng)工具等。 6CrW2Si鋼：鋼：常用于耐磨和強(qiáng)度要求較高的重載沖模、常用于耐磨和強(qiáng)度要求較高的重載沖模、壓模。壓模。（二）（二）9SiCr 該鋼是傳統(tǒng)的低合金工具鋼，廣泛用于制造薄刃具，也該鋼是傳統(tǒng)的低合金工具鋼，廣泛用于制造薄刃具，也多用于制造形狀復(fù)雜的輕載冷沖模。多用于制造形狀復(fù)雜的輕載冷沖模。主要性能特點(diǎn)：主要性能特

42、點(diǎn)：l具有較好的淬透性和回火穩(wěn)定性。具有較好的淬透性和回火穩(wěn)定性。l碳化物顆粒細(xì)小，組織均勻。碳化物顆粒細(xì)小，組織均勻。l淬火變形較小。淬火變形較小。l脫碳傾向大。脫碳傾向大。淬回火工藝：淬回火工藝： 圖圖223為淬、回火溫度對(duì)為淬、回火溫度對(duì)9SiCr鋼的力學(xué)性能的影響鋼的力學(xué)性能的影響綜合分析可知，適宜的淬回火工藝為：綜合分析可知，適宜的淬回火工藝為：淬火工藝：加熱淬火工藝：加熱860880油冷、分級(jí)。油冷、分級(jí)。回火工藝：回火工藝：硬度要求為硬度要求為6264HRC時(shí)，取時(shí)，取180220回火?；鼗?。硬度要求為硬度要求為5658HRC時(shí)，取時(shí)，取280320回火?；鼗稹Ｓ捕纫鬄橛捕纫?/p>

43、為5456HRC時(shí)，取時(shí)，取350400回火?；鼗?。應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍： 主要用于制造形狀復(fù)雜、變形小，耐磨性要求較高的主要用于制造形狀復(fù)雜、變形小，耐磨性要求較高的冷作模具，如沖模、打印模、搓絲板、冷軋輥等。冷作模具，如沖模、打印模、搓絲板、冷軋輥等。（三）其他抗沖擊冷作模具鋼（三）其他抗沖擊冷作模具鋼 典型的合金彈簧鋼典型的合金彈簧鋼60Si2Mn常作為抗沖擊工具、模具常作為抗沖擊工具、模具使用，如標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)中的冷鐓模沖頭、螺母冷鐓模具等。使用，如標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)中的冷鐓模沖頭、螺母冷鐓模具等。（抗沖擊冷作模具鋼的常規(guī)熱處理工藝見(jiàn)教材表（抗沖擊冷作模具鋼的常規(guī)熱處理工藝見(jiàn)教材表218）六、高強(qiáng)韌

44、性冷作模具鋼六、高強(qiáng)韌性冷作模具鋼 低合金鋼、不銹鋼和軸承鋼冷擠壓技術(shù)的發(fā)展對(duì)冷作低合金鋼、不銹鋼和軸承鋼冷擠壓技術(shù)的發(fā)展對(duì)冷作模具鋼擔(dān)出了更高的要求，不但要有高硬度、高耐磨性，模具鋼擔(dān)出了更高的要求，不但要有高硬度、高耐磨性，而且還要有高韌性。能夠滿足這些性能要求的只有近年來(lái)而且還要有高韌性。能夠滿足這些性能要求的只有近年來(lái)研制的降碳高速鋼、基體鋼、低合金高強(qiáng)度鋼、馬氏體時(shí)研制的降碳高速鋼、基體鋼、低合金高強(qiáng)度鋼、馬氏體時(shí)效鋼等。其典型鋼種的牌號(hào)及成分見(jiàn)教材表效鋼等。其典型鋼種的牌號(hào)及成分見(jiàn)教材表229。（一）降碳高速鋼（一）降碳高速鋼6W6Mo5Cr4V（6W6）1、主要性能特點(diǎn)、主要性能

45、特點(diǎn) 與高速鋼比較碳、釩含量減少較多，使得碳化物總量減與高速鋼比較碳、釩含量減少較多，使得碳化物總量減少，少，碳化物不均勻性碳化物不均勻性得到改善。得到改善。 淬火硬化狀態(tài)的淬火硬化狀態(tài)的抗彎強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度和和塑性塑性提高了提高了30%50%，沖擊韌度沖擊韌度提高了提高了50%100%，硬度降低了硬度降低了23HC。易脫碳，耐磨性稍差。易脫碳，耐磨性稍差。2、熱加工工藝、熱加工工藝 1）鍛造）鍛造 始鍛溫度：始鍛溫度：10501100，終鍛溫度：，終鍛溫度：850900，鍛后緩冷。，鍛后緩冷。2）退火）退火 可按高速鋼進(jìn)行。可按高速鋼進(jìn)行。 3）淬回火）淬回火 圖圖224是淬、回火溫度對(duì)是淬、回

46、火溫度對(duì)6W6鋼的力鋼的力學(xué)性能的影響：學(xué)性能的影響：圖圖 224 由圖分析可知：為了獲得良好的韌性和較高的耐磨性，由圖分析可知：為了獲得良好的韌性和較高的耐磨性，可采用較低溫度淬火和較高的回火溫度，即：可采用較低溫度淬火和較高的回火溫度，即： 加熱加熱11801200油淬，油淬，560580/1.5h回火回火三次。三次。3、應(yīng)用范圍、應(yīng)用范圍 6W6鋼主要用于取代鋼主要用于取代高速鋼或高速鋼或Cr12型鋼制作易于脆斷或型鋼制作易于脆斷或開(kāi)裂的冷擠壓凸?；蚶溏吥ｉ_(kāi)裂的冷擠壓凸模或冷鐓模，壽命可提高，壽命可提高210倍；用于倍；用于大規(guī)格的圓鋼下料剪刀壽命可提高大規(guī)格的圓鋼下料剪刀壽命可提高10

47、倍。倍。（二）基體鋼（二）基體鋼l是指具有高速鋼正常淬火時(shí)基體成分的鋼。是指具有高速鋼正常淬火時(shí)基體成分的鋼。典型鋼種：典型鋼種：65Cr4W3Mo2VNb（65Nb）7Cr7Mo2V2Si（LD）5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al)1、65Nb鋼鋼 （1）主要性能特點(diǎn)）主要性能特點(diǎn)l具有高速鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，又有較好的韌性。具有高速鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，又有較好的韌性。l鋼的工藝性能得到很大改善，直徑小于鋼的工藝性能得到很大改善，直徑小于50mm的鋼的鋼軋材坯料不需改鍛，仍可獲得滿意的性能和壽命。軋材坯料不需改鍛，仍可獲得滿意的性能和壽命。（2）熱加工工藝）熱加工工藝 1）鍛造

48、）鍛造 始鍛：始鍛：10801120，終鍛：，終鍛：900850，鍛后緩冷。，鍛后緩冷。2）退火）退火 加熱加熱860/730740等溫。等溫。 該鋼退火易軟化，延長(zhǎng)等溫時(shí)間，硬度可降至該鋼退火易軟化，延長(zhǎng)等溫時(shí)間，硬度可降至180HBW，為模具的冷擠壓成型提供了條件。，為模具的冷擠壓成型提供了條件。 3）淬火與回火）淬火與回火 圖圖225是淬火溫度對(duì)是淬火溫度對(duì)65Nb鋼力鋼力學(xué)性能的影響學(xué)性能的影響 由圖可見(jiàn)，當(dāng)淬火溫度大于由圖可見(jiàn)，當(dāng)淬火溫度大于1180，晶粒粗化，殘余奧氏體增，晶粒粗化，殘余奧氏體增加，硬度、強(qiáng)度下降。加，硬度、強(qiáng)度下降。適宜淬火溫度為：適宜淬火溫度為：10801180

49、回火溫度與力學(xué)性能的關(guān)系見(jiàn)教回火溫度與力學(xué)性能的關(guān)系見(jiàn)教材表材表220。由于有二次硬化現(xiàn)象，由于有二次硬化現(xiàn)象，65Nb鋼一般鋼一般采用采用高溫回火，回火溫度為高溫回火，回火溫度為520580/12h，二次。，二次。圖圖225 生產(chǎn)中常根據(jù)模具的不同用途，采用不同的淬、回火生產(chǎn)中常根據(jù)模具的不同用途，采用不同的淬、回火工藝，具體工藝方案及性能見(jiàn)教材表工藝，具體工藝方案及性能見(jiàn)教材表221。（3）應(yīng)用范圍）應(yīng)用范圍 65Nb鋼適于制作形狀復(fù)雜的鋼適于制作形狀復(fù)雜的非鐵金屬擠壓模、冷沖非鐵金屬擠壓模、冷沖模、冷剪模及單位壓力為模、冷剪模及單位壓力為2500MPa左右的鋼鐵材料冷左右的鋼鐵材料冷擠壓

50、模具擠壓模具，也可用于軸承、標(biāo)準(zhǔn)件、汽車行業(yè)中的鍛模、，也可用于軸承、標(biāo)準(zhǔn)件、汽車行業(yè)中的鍛模、沖模及剪切模具可獲得高的使用壽命。沖模及剪切模具可獲得高的使用壽命。2、7Cr7Mo2V2Si（LD） 該鋼不含鎢，鉻、鉬、釩含量都高于高速鋼基體，該鋼不含鎢，鉻、鉬、釩含量都高于高速鋼基體，二二 次硬化強(qiáng)烈，淬透性提高，晶粒細(xì)化。次硬化強(qiáng)烈，淬透性提高，晶粒細(xì)化。 所以，該鋼所以，該鋼性能優(yōu)于性能優(yōu)于Cr12型鋼、高速鋼、，具有型鋼、高速鋼、，具有高強(qiáng)度、高韌性和高耐磨性。高強(qiáng)度、高韌性和高耐磨性。 其次是冷熱加工工藝性良好，通用性強(qiáng)。其次是冷熱加工工藝性良好，通用性強(qiáng)。（1）主要性能特點(diǎn)）主要性

51、能特點(diǎn)（2）熱加工工藝）熱加工工藝 1）鍛造）鍛造 宜緩慢加熱，鍛造溫度嚴(yán)格控制在宜緩慢加熱，鍛造溫度嚴(yán)格控制在11301150，終鍛溫度為，終鍛溫度為850，鍛后砂冷。，鍛后砂冷。 2）退火）退火 采用球化退火。加熱采用球化退火。加熱840860/2h，等溫等溫700720/46h，緩冷至，緩冷至400以下出爐空冷。以下出爐空冷。 3）淬火與回火）淬火與回火 LD鋼淬火溫度與硬度、晶粒度、殘留鋼淬火溫度與硬度、晶粒度、殘留奧氏體量的關(guān)系及回火硬度見(jiàn)教材表奧氏體量的關(guān)系及回火硬度見(jiàn)教材表222、223。 綜合分析：淬火溫度為綜合分析：淬火溫度為11001150。淬后有。淬后有34%的殘留奧氏體

52、。的殘留奧氏體。 回火溫度回火溫度540570/12h，回火，回火23次。次。高韌性要求的模具，也可以采用低淬低回工藝。高韌性要求的模具，也可以采用低淬低回工藝。 （3）應(yīng)用范圍）應(yīng)用范圍 廣泛用于冷擠、冷鐓、沖壓和彎曲等冷作模具的制造，廣泛用于冷擠、冷鐓、沖壓和彎曲等冷作模具的制造，其壽命可比高鉻鋼、高速鋼提高幾倍到幾十倍。其壽命可比高鉻鋼、高速鋼提高幾倍到幾十倍。3、5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al)（1）主要性能特點(diǎn)）主要性能特點(diǎn)l碳量較低，為碳量較低，為0.47%0.57%。l強(qiáng)韌性高，熱疲勞性好。強(qiáng)韌性高，熱疲勞性好。l是冷、熱兼用型模具鋼。是冷、熱兼用型模具鋼。l滲碳性能良

53、好，可通過(guò)滲氮進(jìn)一步提高耐磨性。滲碳性能良好，可通過(guò)滲氮進(jìn)一步提高耐磨性。（2）熱加工工藝）熱加工工藝該鋼導(dǎo)熱性差，變形抗力大，鍛造較為困難。該鋼導(dǎo)熱性差，變形抗力大，鍛造較為困難。鍛造工藝：鍛造工藝：加熱加熱11001140， 始鍛始鍛10501100 終鍛終鍛850以上，鍛后砂冷。以上，鍛后砂冷。 退火工藝：退火工藝：加熱加熱850870/4h，爐冷至，爐冷至710720/6h，保溫結(jié)束爐冷至，保溫結(jié)束爐冷至550出爐空冷。出爐空冷。 淬火工藝：淬火工藝：用于冷作模具最佳工藝為用于冷作模具最佳工藝為500和和800二次預(yù)熱，鹽浴加熱二次預(yù)熱，鹽浴加熱10901120油淬。油淬。 回火工藝：

54、回火工藝：510回火二次，每次回火二次，每次2h油冷?；鼗鹩屠??；鼗鹩捕葹橛捕葹?062HRC。（3）應(yīng)用范圍）應(yīng)用范圍 012Al用于冷作模具，主要替代用于冷作模具，主要替代Cr12MoV鋼制作鋼制作冷鐓模、中厚鋼板凸模、搓絲板、內(nèi)六角凸模、切邊模冷鐓模、中厚鋼板凸模、搓絲板、內(nèi)六角凸模、切邊模等，使用壽命比等，使用壽命比Cr12MoV鋼大幅提高。鋼大幅提高。（三）（三）6CrNiSiMnMoV（GD） 基體鋼的缺陷是基體鋼的缺陷是：合金化程度高，鋼材成本較大。：合金化程度高，鋼材成本較大。淬火溫度區(qū)間都較窄，一般不能用箱式電阻爐加熱，限淬火溫度區(qū)間都較窄，一般不能用箱式電阻爐加熱，限制了該

55、項(xiàng)鋼在中小企業(yè)的推廣使用。制了該項(xiàng)鋼在中小企業(yè)的推廣使用。GD鋼就是針對(duì)上鋼就是針對(duì)上述缺陷研制的新鋼種。述缺陷研制的新鋼種。 主要性能特點(diǎn)：主要性能特點(diǎn)： 鋼的韌性、抗壓強(qiáng)度等性能顯著優(yōu)于鋼的韌性、抗壓強(qiáng)度等性能顯著優(yōu)于CrWMn和和Cr12MoV鋼，但耐磨性略低于鋼，但耐磨性略低于Cr12MoV。 碳化物偏析小，可以不改鍛，下料后直接使用。碳化物偏析小，可以不改鍛，下料后直接使用。 淬透性良好，空冷可以淬硬，淬火變形小。淬透性良好，空冷可以淬硬，淬火變形小。 淬火加熱溫度低，區(qū)間寬，可采用油淬、風(fēng)冷淬火加熱溫度低，區(qū)間寬，可采用油淬、風(fēng)冷及火焰加熱淬火，回火溫度也低，利于節(jié)能。及火焰加熱淬

56、火，回火溫度也低，利于節(jié)能。 淬硬性良好，油淬硬度可達(dá)淬硬性良好，油淬硬度可達(dá)6465HRC，空淬硬度可達(dá)空淬硬度可達(dá)6061HRC最佳熱處理工藝：最佳熱處理工藝： 淬火加熱淬火加熱870930，回火，回火175230/2h一次。一次。 應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍：GD鋼主要鋼主要替代替代CrWMn、Cr12型鋼、型鋼、9Mn2V、6CrW2Si鋼制造各種鋼制造各種異形、細(xì)長(zhǎng)薄片冷沖凸異形、細(xì)長(zhǎng)薄片冷沖凸模，形狀復(fù)雜的大型凸凹模，中厚鋼板沖裁模、剪刀片及模，形狀復(fù)雜的大型凸凹模，中厚鋼板沖裁模、剪刀片及精密淬硬型塑料模具等。精密淬硬型塑料模具等。（四）（四）7CrSiMnMoV（CH-1） CH-1鋼

57、又稱火焰淬火鋼，也稱低合金空淬模具鋼。鋼又稱火焰淬火鋼，也稱低合金空淬模具鋼。是為是為適應(yīng)大型、特大型模具的熱處理要求、縮短制造周期、節(jié)適應(yīng)大型、特大型模具的熱處理要求、縮短制造周期、節(jié)約生產(chǎn)成本而研制的新鋼種。約生產(chǎn)成本而研制的新鋼種。主要性能特點(diǎn)：主要性能特點(diǎn)： 具有高強(qiáng)韌性（參見(jiàn)教材表具有高強(qiáng)韌性（參見(jiàn)教材表226）。）。耐磨性良好（見(jiàn)下圖）。耐磨性良好（見(jiàn)下圖）。CH-1鋼耐磨性比較鋼耐磨性比較 淬火溫度范圍很寬，在淬火溫度范圍很寬，在860960范圍內(nèi)變化，利于范圍內(nèi)變化，利于火焰加熱淬火。火焰加熱淬火。 淬透性好，淬硬性高，熱處淬透性好，淬硬性高，熱處理變形小，空冷后硬度可達(dá)理變形

58、小，空冷后硬度可達(dá)60HRC以上。以上。碳化物偏析小，塑性變形抗力低，鍛造性能良好。碳化物偏析小，塑性變形抗力低，鍛造性能良好。焊接工藝性好，能滿足沖模的焊補(bǔ)要求。焊接工藝性好，能滿足沖模的焊補(bǔ)要求。應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍： 主要用于主要用于大型、形狀復(fù)雜的多孔位薄板冷沖模，如汽車大型、形狀復(fù)雜的多孔位薄板冷沖模，如汽車覆蓋件冷沖模覆蓋件冷沖模，也可以替代，也可以替代Cr12MoV鋼制造強(qiáng)韌性要求鋼制造強(qiáng)韌性要求高的冷作模具。高的冷作模具。（五）（五）8Cr2MnWMoVS（8Cr2S） 8Cr2S鋼又稱易切削精密冷作模具鋼，主要性能特鋼又稱易切削精密冷作模具鋼，主要性能特點(diǎn)如下：點(diǎn)如下： 淬透性

59、、淬硬性良好，淬透性、淬硬性良好，100mm的圓鋼空淬或硝鹽分的圓鋼空淬或硝鹽分級(jí)淬火，硬度可達(dá)級(jí)淬火，硬度可達(dá)6164HRC。 熱處理工藝簡(jiǎn)單，熱處理工藝簡(jiǎn)單，作為預(yù)硬鋼的熱處理工藝為作為預(yù)硬鋼的熱處理工藝為：（860880）2min/mm空冷，（空冷，（550620）2h回火?；鼗?。作為高硬態(tài)模具的熱處理工藝為作為高硬態(tài)模具的熱處理工藝為：860900空淬，空淬，160250回火?；鼗?。具有較高的強(qiáng)韌性（見(jiàn)教材表具有較高的強(qiáng)韌性（見(jiàn)教材表228）。）。 切削加工性良好，退火態(tài)可比一般工模具鋼縮短加工切削加工性良好，退火態(tài)可比一般工模具鋼縮短加工工時(shí)工時(shí)30%以上，硬度為以上，硬度為4045

60、HRC的調(diào)質(zhì)狀態(tài)仍可采用的調(diào)質(zhì)狀態(tài)仍可采用高速鋼刀具順利地進(jìn)行車、銑、刨、鉆、鏜高速鋼刀具順利地進(jìn)行車、銑、刨、鉆、鏜 攻螺紋等常規(guī)攻螺紋等常規(guī)加工。加工。熱處理變形小。熱處理變形小。 具有良好的表面熱處理性能。具有良好的表面熱處理性能。應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍： 作為預(yù)硬鋼，適于制作精密的塑料模、膠木模和印作為預(yù)硬鋼，適于制作精密的塑料模、膠木模和印刷電路板沖孔模，與其他模具鋼相比，配合精度提高，使刷電路板沖孔模，與其他模具鋼相比，配合精度提高，使用壽命提高。用壽命提高。 作為高硬態(tài)鋼，主要制作精密零件的沖裁模，如作為高硬態(tài)鋼，主要制作精密零件的沖裁模，如手表零件、電子零件的沖裁模，壽命較傳統(tǒng)模具