模具材料通關(guān)指南

1、一、模具材料分類(lèi) 冷作模具鋼 鑄鐵模具鋼 熱作模具鋼 其他模具材料 非鐵金屬及合金 塑料模具鋼 硬質(zhì)、鋼結(jié)硬質(zhì)合金 非金屬材料二、模具材料的主要性能指標(biāo)1、強(qiáng)度：表征材料變形抗力和斷裂抗力的性能指標(biāo) 冷作模具材料的變形抗力指標(biāo)是：0.2或s 熱作模具材料的變形抗力指標(biāo)是：高溫強(qiáng)度 冷作模具的斷裂抗力指標(biāo)是：b、bb、抗壓0.2和K1C影響強(qiáng)度的主要因素有：鋼的化學(xué)成分， 金相組織 ，內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)2、硬度：衡量材料軟硬程度的性能指標(biāo)。 熱硬性：指模具材料在高溫條件下保持高硬度的能力。 模具對(duì)硬度的要求一般是：冷作模具為：5260HRC 熱作模具為：4052HRC因?yàn)橛捕葘?shí)際上反映了材料的綜合力學(xué)性

2、能，所以模具的性能要求在圖樣上只用硬度標(biāo)注。影響硬度和熱硬性的因素主要有：鋼的化學(xué)成分，熱處理工藝，表面處理工藝3、耐磨性：表征材料抗磨損的性能。 評(píng)價(jià)耐磨性指標(biāo)：磨損量或相對(duì)磨損量 磨損形式主要有：磨料磨損，粘著磨損 ，氧化磨損，疲勞磨損。 影響磨損的因素有：化學(xué)成分，組織狀態(tài)，力學(xué)性能，潤(rùn)滑條件4、 韌性 ：指材料在沖擊載荷作用下抵抗脆斷的能力。 評(píng)介指標(biāo)：沖擊韌度ak、靜彎曲撓度 影響因素：鋼的成分、組織和冶金質(zhì)量 例如：碳含量越低、雜質(zhì)越少，鋼的韌性越高；細(xì)晶粒組織、M板、B下、S回都具有高的韌性。5、 耐熱性： 表征模具材料在較高溫度條件下仍能保持正常工作的能力。 評(píng)價(jià)指標(biāo)：高溫?zé)岱€(wěn)

3、定性、抗氧化性 高溫?zé)岱€(wěn)定性常以材料在600700時(shí)的屈服強(qiáng)度表示。 影響因素：再結(jié)晶溫度 回火穩(wěn)定性6、 耐蝕性 含有氯、氟的被加工材料對(duì)模具型腔具有一定的腐蝕性。 合金化和表面處理是提高耐蝕性的主要方法。三、 模具的失效形式及分析模具工作部分損壞而不能修復(fù)，稱(chēng)為失效。模具的失效形式：冷沖壓模具過(guò)量塑性變形而失效，熱鍛模塌陷、磨損失效，冷鐓沖頭磨損、折斷失效2、模具失效分析 模具失效分析的步驟：生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，模具用材和制造工藝調(diào)查，對(duì)模具進(jìn)行失效分析模具失效原因主要產(chǎn)生在制造過(guò)程：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)，材料選擇和質(zhì)量問(wèn)題，毛坯鍛造不良機(jī)械加工缺陷，熱處理不當(dāng)，裝配精度不高例：冷沖壓沖頭的失效分析R處

4、斷裂：沖擊疲勞造成 D處磨損超差：表面硬度不足造成 改進(jìn)措施：增加R處的過(guò)渡圓角 D處采用表面強(qiáng)化處理第二節(jié) 影響模具壽命的主要因素1、 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)模具壽命的影響1、模腔結(jié)構(gòu)的影響：組合式優(yōu)于整體式，塔形鍛造凹模式，栓冷鐓凹模 a)為整體式，易于開(kāi)裂。 b)為組合式，不易開(kāi)裂，壽命長(zhǎng)。2、模腔過(guò)渡圓角半徑R的影響：金屬入口處的形狀和內(nèi)圓角半徑R對(duì)模具壽命影響很大， 增大圓角半徑R，可提高模具壽命。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)：r=(23.5)R適宜冷擠壓凹模幾何形狀及尺寸對(duì)模具壽命的影響：3、模具工作部位角度的影響 反擠壓凸模結(jié)構(gòu)與壽命： a)、b)凸模頂部設(shè)有斜角，所受單位擠壓力小，模具壽命較c)顯著提高。

5、 模鍛斜角及圓角半徑對(duì)應(yīng)力的影響：模鍛斜角越大，圓角半徑越大，底部所受最大比較應(yīng)力越小。二、模具制造質(zhì)量對(duì)模具壽命的影響零件加工精度高，模具受力狀態(tài)合理，模具壽命高。Ra低，磨損小，產(chǎn)生裂紋的傾向小，模具壽命高。硬度均勻，耐磨性、抗疲勞性好，模具壽命高。裝配精度高，模具壽命高。三、模具材料對(duì)模具壽命的影響模具材料種類(lèi)：同一模具使用不同的模具材料，模具壽命不同。零件硬度：不同工作條件的模具，硬度要求不同，并非硬度越高模具的壽命越長(zhǎng)。冶金質(zhì)量：冶金缺陷多，材質(zhì)均勻性差，純凈度低，模具壽命短。新材料：積極使用新材料可以提高模具壽命。四、熱處理質(zhì)量與表面強(qiáng)化對(duì)模具壽命的影響正確的預(yù)先熱處理規(guī)范對(duì)提高模

6、具壽命起著很大作用。采用先進(jìn)的強(qiáng)韌化方法（淬火+回火）可以提高模具的壽命。表面強(qiáng)化處理可以大幅度提高模具壽命。5、 模具的使用對(duì)模具壽命的影響1、 鍛壓設(shè)備的精度、剛度差，將加速模具的磨損。2、 被加工材料性質(zhì)不符合要求，對(duì)模具壽命產(chǎn)生影響。3、模具的安裝與使用條件。體現(xiàn)在安裝精度、潤(rùn)滑油選擇、冷卻措施的合理性。4、模具的操作規(guī)程及維護(hù)。主要體現(xiàn)在模具使用過(guò)程中的后續(xù)處理，中途保溫、中間去應(yīng)力回火。5、入庫(kù)防銹、及時(shí)刃磨對(duì)模具壽命都產(chǎn)生影響。第二章 冷作模具材料第一節(jié) 冷作模具對(duì)材料性能的要求1、 使用性能要求：冷作模具的受載形式：拉伸、彎曲、壓縮，沖擊、疲勞、摩擦冷作模具的失效形式：磨損、開(kāi)

7、裂，斷裂、變形、咬合、使用性能的基本要求：模具硬度應(yīng)高于工件的30%50%，模具組織應(yīng)為M回或B下加細(xì)小碳化物，良好的耐磨性，高強(qiáng)度S、壓應(yīng)滿(mǎn)足模具受載要求，足夠的韌性（受沖擊載荷大、易受偏心彎曲的模具），良好的抗疲勞性：-1應(yīng)滿(mǎn)足模具的要求，良好的抗咬合性能：取決于潤(rùn)滑條件和成形材料的性質(zhì)二、工藝性能要求：熱鍛變形抗力低、塑性好，鍛造溫度范圍寬，鍛裂、冷裂及碳化物析出傾向小，鍛造性，切削力小、切削用量大，刀具磨損小、加工表面光潔，切削加工性，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，磨削加工性，熱處理工藝性淬透性 ：獲得淬硬層深度回火穩(wěn)定性：模具鋼受熱軟化的能力脫碳傾向、過(guò)熱敏感性淬火

8、變形開(kāi)裂傾向三、冷作模具材料的成分特點(diǎn)1、鋼的含量：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：0.5%0.7%C2、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主要合金元素的作用：硅：淬透性大，回火穩(wěn)定性大，屈服強(qiáng)度大，過(guò)熱脫碳傾向大錳：淬透性大 ，減小變形，有回火脆性鉻：淬透性大，抗氧化性大，耐磨性大鎳：強(qiáng)度和韌性大，淬透性大，耐蝕性大，有回火脆鉬：提高淬透性，高溫蠕變強(qiáng)度鎢：二次硬化，提高熱硬性釩：強(qiáng)碳化物形成元素，提高鋼的回火穩(wěn)定性、耐磨性、耐熱性。第二節(jié) 冷作模具材料及熱處理規(guī)范冷作模具鋼綜合分類(lèi)： 低淬透性冷作模具鋼 低變形冷作模具鋼 高耐磨微變形冷作模具鋼

9、抗沖擊冷作模具鋼 高強(qiáng)韌性冷作模具鋼 高耐磨、高韌性冷作模具鋼 特殊用途冷作模具鋼1、 低淬透性冷作模具鋼2、 （一）碳素工具鋼 1、主要性能特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：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。 缺點(diǎn)：淬透性差，淬火易于變形、開(kāi)裂 ，模具壽命短。典型鋼種：T7A、T10A、T12A2、應(yīng)用：適于制作尺寸較小，形狀簡(jiǎn)單，負(fù)荷較輕，生產(chǎn)批量不大的冷作模具鋼，T10A性能較好，常用來(lái)制作小型切邊模、落料模以及小型拉伸模具。（二）GCr15鋼1、主要性能特點(diǎn) GCr15鋼是專(zhuān)用軸承鋼，冶金質(zhì)量較高，與碳工鋼相比：硬度高，耐磨性好，接觸疲勞強(qiáng)度高，淬透性高，淬、回火變形開(kāi)裂傾向

10、小，回火穩(wěn)定性高，有較高的強(qiáng)韌性，使用壽命大幅提高2、應(yīng)用范圍;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。 二、低變形冷作模具鋼成分特點(diǎn)：碳工鋼+少量Cr、Mn、Si、W、V典型鋼種：CrWMn、9Mn2V、MnCrWV（一） CrWMn1、主要性能特點(diǎn)：淬透性良好（4050模具油中可淬透） ，耐磨性良好（W碳化物作用），淬火變形小，易形成網(wǎng)狀碳化物，鍛造不良，韌性差2、應(yīng)用范圍：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。（二）9Mn2V鋼1、主要性能特點(diǎn)：碳含量：0.85%-0.95%，Mn含量：1.7%-2.0%碳含量高是為了高硬度和耐磨性，

11、Mn是為了提高淬透性與CrWMn鋼相比，二者耐磨性相近，9Mn2V鋼的碳化物不均勻性和淬火開(kāi)裂的傾向性比CrWMn鋼小，但淬透性低，回火穩(wěn)定稍差。2、應(yīng)用范圍：9Mn2V鋼適用于制作鋼板厚度小于4mm的冷沖模，還適合制作精密量具。三、高耐磨微變形冷作模具鋼高碳高鉻鋼，萊氏體鋼，從應(yīng)用上看，應(yīng)用廣，用量大。既有傳統(tǒng)鋼種，也有新型鋼種，典型鋼號(hào)有：Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1、Cr4W2MoV.（一） Cr12 型鋼 包括 Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1。其中Cr12Mo1V1屬于新型鋼種。 1、主要性能特點(diǎn)：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。具有高

12、硬度、高抗壓強(qiáng)度和高承載能力。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：Cr12碳量高達(dá)2.3%，碳化物不均勻性嚴(yán)重，脆性大；Cr12MoV碳量減少至1.5%，Mo、V加入碳化物細(xì)化，韌性增加； Cr12Mo1V1鋼Mo、V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。 3、應(yīng)用范圍：Cr12鋼：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裁模。Cr12MoV和Cr12Mo1V1鋼：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。Cr12Mo1V1脆斷傾向最小，模具壽命是Cr12MoV的幾倍。（二）Cr4W2MoV

13、鋼1、主要性能特點(diǎn)：Cr4W2MoV鋼是新型中合金冷作模具鋼，Cr量比Cr12型鋼減少2/3，性能相近，主要特點(diǎn)如下：共晶碳化物顆粒細(xì)小，分布均勻。 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)教材表212、213）3、應(yīng)用范圍：Cr4W2MoV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Cr12 型鋼。三、其他高耐磨微變形冷作模具鋼中合金冷作模具鋼Cr6WV：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。中合金空冷模具鋼Cr5Mo1V：引自美國(guó)的A2開(kāi)發(fā)的新

14、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要求好的韌性的模具，如下料模、沖頭、滾絲模、剪刀片等。四、高強(qiáng)度高耐磨冷作模具鋼典型鋼種：即高速鋼W18Cr4V、W6Mo5Cr4V21、主要性能特點(diǎn)：成分特點(diǎn)：Wc：0.7%0.9% 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。承載能力位于各傳統(tǒng)冷作模具鋼之首。 主要缺陷：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。3、應(yīng)用范圍：高速鋼主要用來(lái)制作重負(fù)荷沖頭，如冷擠壓鋼鐵材料的凸模，冷鐓沖

15、頭，中厚鋼板沖孔沖頭（1025），直徑<56mm的小凸模以及用于沖裁奧氏體鋼、彈簧鋼、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W18Cr4V鋼，制作重載沖頭的使用效果更好。五、抗沖擊冷作模具鋼這類(lèi)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217）。（一）鉻鎢硅系鋼典型鋼種：4CrW2Si、5CrW2Si、 6CrW2Si1、主要性能特點(diǎn)：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。具有高抗彎強(qiáng)度，高沖擊疲勞抗力高韌性和一的耐磨性?？箟簭?qiáng)度低，熱穩(wěn)定性差。淬火變形難以控制，脫碳敏感性較大。六、高強(qiáng)韌性冷作模具鋼

16、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，而且還要有高韌性。能夠滿(mǎn)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)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6W6Mo5Cr4V（6W6）1、主要性能特點(diǎn)：與高速鋼比較碳、釩含量減少較多，使得碳化物總量減少，碳化物不均勻性得到改善。淬火硬化狀態(tài)的抗彎強(qiáng)度和塑性提高了30%50%，沖擊韌度提高了50%100%，硬度降低了23HC。易脫碳，耐磨性稍差。2、熱加工工藝：1）鍛造 始鍛溫度：10501100，終鍛溫度：850900，鍛后緩冷。2）退火 可

17、按高速鋼進(jìn)行。 3）淬回火 圖224是淬、回火溫度對(duì)6W6鋼的力學(xué)性能的影響：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：加熱11801200油淬，560580/1.5h回火三次。3、應(yīng)用范圍：6W6鋼主要用于取代高速鋼或Cr12型鋼制作易于脆斷或開(kāi)裂的冷擠壓凸?；蚶溏吥?，壽命可提高210倍；用于大規(guī)格的圓鋼下料剪刀壽命可提高10倍。（二）基體鋼：是指具有高速鋼正常淬火時(shí)基體成分的鋼。 典型鋼種：65Cr4W3Mo2VNb（65Nb） 7Cr7Mo2V2Si（LD）5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al)1 65Nb鋼 主要性能特點(diǎn)：具有高速鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨

18、性，又有較好的韌性。鋼的工藝性能得到很大改善，直徑小于50mm的鋼軋材坯料不需改鍛，仍可獲得滿(mǎn)意的性能和壽命。（2）熱加工工藝：1）鍛造 始鍛：10801120，終鍛：900850，鍛后緩冷。 2）退火 加熱860/730740等溫。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。 3）淬火與回火 圖225是淬火溫度對(duì)65Nb鋼力學(xué)性能的影響 當(dāng)淬火溫度大于1180，晶粒粗化，殘余奧氏體增加，硬度、強(qiáng)度下降。適宜淬火溫度為：10801180 由于有二次硬化現(xiàn)象，65Nb鋼一般采用高溫回火，回火溫度為520580/12h，二次。（3）應(yīng)用范圍：65Nb鋼適于制

19、作形狀復(fù)雜的非鐵金屬擠壓模、冷沖模、冷剪模及單位壓力為2500MPa左右的鋼鐵材料冷擠壓模具，也可用于軸承、標(biāo)準(zhǔn)件、汽車(chē)行業(yè)中的鍛模、沖模及剪切模具可獲得高的使用壽命。2 7Cr7Mo2V2Si（LD）（1）主要性能特點(diǎn)：該鋼不含鎢，鉻、鉬、釩含量都高于高速鋼基體，二 次硬化強(qiáng)烈，淬透性提高，晶粒細(xì)化。所以，該鋼性能優(yōu)于Cr12型鋼、高速鋼、，具有高強(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)。 回火工藝：510回火二次，每次2h油冷?；鼗鹩捕葹?062HRC。（3）應(yīng)用范圍：012Al用于冷作模具，主要替代Cr12MoV鋼制作，冷鐓模、中厚鋼板凸模、搓絲板、內(nèi)六角凸模、切邊模等

20、，使用壽命比Cr12MoV鋼大幅提高。3 6CrNiSiMnMoV（GD） 基體鋼的缺陷是：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)上述缺陷研制的新鋼種。 主要性能特點(diǎn)：鋼的韌性、抗壓強(qiáng)度等性能顯著優(yōu)于CrWMn和Cr12MoV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。 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)冷及火焰加熱淬火，回火溫度也低，利于節(jié)能。淬硬性良好，油淬硬度可達(dá)6465HRC，空淬硬度可達(dá)6061HRC 最佳熱處理工藝：淬火加熱8

21、70930，回火175230/2h一次。 應(yīng)用范圍：GD鋼主要替代CrWMn、Cr12型鋼、9Mn2V、6CrW2Si鋼制造各種異形、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、剪刀片及精密淬硬型塑料模具等。4 7CrSiMnMoV（CH-1） CH-1鋼又稱(chēng)火焰淬火鋼，也稱(chēng)低合金空淬模具鋼。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)約生產(chǎn)成本而研制的新鋼種。七、高耐磨高韌性冷靜作模具鋼高強(qiáng)韌性冷作模具鋼由于鋼中含碳量的減少，耐磨性不如高鉻鋼和高速鋼，高耐磨、高強(qiáng)韌性冷作模具鋼彌補(bǔ)了這類(lèi)鋼不足。 典型鋼種： 9Cr6W3Mo2V2（GM）Cr8MoWV3（ER5）（一）

22、GM鋼1、主要性能特點(diǎn)：與高鉻鋼、高速鋼相比，碳化物不均勻程度大大降低，晶粒細(xì)化，強(qiáng)度、韌性提高，具有最佳的耐磨性和強(qiáng)韌性配合。（見(jiàn)教材表231）2、熱加工工藝：（1）鍛造 加熱11001150，始鍛1100，終鍛850900，鍛后緩冷并及時(shí)退火。 （加熱要緩，錘擊時(shí)應(yīng)按輕重輕法則操作） （2）退火 采用球化退火。加熱850870/3h，爐冷至730750/46h，爐冷至500出爐。 （3）淬火與回火淬火溫度對(duì)GM鋼硬度的GM鋼二次硬化能力顯著高于Cr12型鋼，接近高速鋼水平，硬化峰值范圍寬，說(shuō)明回火穩(wěn)定性高。 GM鋼適宜的回火溫度為：520540/2h，回火2次。3、應(yīng)用范圍:主要用于多工位

23、級(jí)進(jìn)模、高強(qiáng)度螺栓滾絲模和電機(jī) 轉(zhuǎn)子片復(fù)式?jīng)_模等，其壽命比65Nb鋼和Cr12MoV鋼提高26倍以上。（二）ER5鋼1、主要性能特點(diǎn):與基體鋼相比，ER5鋼提高了C、V、Cr、Mo、W等碳化物元素的含量，因此，在保持高韌性的同時(shí)，耐磨性比基體鋼、GM鋼好，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)Cr12MoV。2、熱加工工藝：鍛造：鍛造性能良好，始鍛1150，終鍛900。 退火：860/2h，冷至760/4h，爐冷至500以下出爐空冷，硬度為220240HBW。 淬火與回火：淬火溫度寬，二次硬化效果好，熱處理變形小。一般工工藝為1120加熱，550三次回火。應(yīng)用范圍：適于制作大型重載冷鐓模、精密冷沖模等。如用ER5制作的電動(dòng)

24、機(jī)硅鋼片沖模，總壽命達(dá)500萬(wàn)次。八、特殊用途冷作模具鋼耐蝕冷作模鋼：9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo等。 這類(lèi)鋼的成分特點(diǎn)是高碳高鉻，淬火后馬氏體中含鉻量高達(dá)12%，所以，既有高的耐磨性又有良好的耐蝕性能，主要用來(lái)制作耐蝕塑料模具。 無(wú)磁模具鋼：7Mn15Cr2Al3V2WMo:該鋼錳含量高，在使用狀態(tài)呈穩(wěn)定的奧氏體組織，所以導(dǎo)磁率非常低，在磁場(chǎng)中不被磁化，主要用來(lái)制造磁性材料的成型模具和無(wú)磁軸承。熱處理工藝：1170固溶淬火，650750時(shí)效15h，可獲得較高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但切削加工性較差。九、硬質(zhì)合金種類(lèi)：金屬陶瓷硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金1、金屬陶瓷硬質(zhì)合金 成分：碳化物粉末

25、（WC、TiC)+粘結(jié)劑（Co、Ni）性能特點(diǎn)：具有高硬度、高抗壓強(qiáng)度和高耐磨性，脆性大，不能進(jìn)行鍛造、熱處理及切削加工。應(yīng)用：用于冷沖模的硬質(zhì)合金一般是鎢鈷類(lèi)（ Co+ WC），主要用于制作多工位級(jí)進(jìn)模、大直徑拉深凹模的鑲塊。（鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金的力學(xué)性能見(jiàn)教材表234）2、鋼結(jié)硬質(zhì)合金鋼結(jié)硬質(zhì)合金與金屬陶瓷硬質(zhì)合金比較：粘結(jié)劑為合金鋼粉末。力學(xué)性能特點(diǎn)相同，但鋼結(jié)硬質(zhì)合金具有可加工性和熱處理性。 典型牌號(hào)：GT35、TLMW50、DT 其中DT合金是較理想的有代表性的工模具材料（1）DT合金的力學(xué)性能:具有高硬度、高耐磨性和高強(qiáng)度，又有一定的韌性，還具有較好的抗熱裂能力，不易出現(xiàn)崩刃、碎裂等。

26、（2）DT合金的熱加工特性:等溫球化退火工藝：860880/23h，爐冷，700720/6h，爐冷至550以下出爐空冷。 淬火、回火工藝：預(yù)熱800850，加熱10001020油淬。回火溫度取決于合金鋼基體的成分，一般采用低溫回火或高溫回火，回火時(shí)間為2h。鍛造工藝：經(jīng)燒結(jié)態(tài)的合金必須經(jīng)過(guò)鍛造成形，提高合金密度，降低碳化物偏析。DT合金導(dǎo)熱性差，預(yù)熱要充分，加熱要緩慢均勻，要防止氧化脫碳，變形量控制在5%，采用輕錘快打，防止鍛裂。鍛后要緩冷，嚴(yán)禁水冷、空冷。 工藝為：預(yù)熱700800，始鍛11501200，終鍛880900。（3）DT合金的切削加工: DT合金退火后能夠進(jìn)行各種切削加工，但加工

27、難易與加工工藝參數(shù)有很大的關(guān)系。磨削加工時(shí)，應(yīng)采用高轉(zhuǎn)速，小磨削量，并供給充足的冷卻液，磨削退火工件，采用干磨合適。電加工后，一般要采用二次回火來(lái)消除硬化層，并仔細(xì)研磨電加工面。（4）DT合金的應(yīng)用；DT合金性能優(yōu)越，現(xiàn)已越來(lái)越多地用于制造冷鐓模具、冷擠壓模具、沖裁模具、拉深模具等，使用壽命比高速鋼和高鉻鋼提高幾倍到幾十倍。DT合金價(jià)格比合金鋼貴幾倍，小批量生產(chǎn)時(shí)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益不明顯。為了節(jié)約材料，制作模具時(shí)，一般采用鑲套、焊接、粘結(jié)和機(jī)械組合連接的方法。第三節(jié) 冷作模具的選材一、冷作模具的選材原則1、滿(mǎn)足模具的使用性能要求：根據(jù)模具的工作條件、結(jié)構(gòu)尺寸和生產(chǎn)批量確定所選材料應(yīng)具備的主要性能指

28、標(biāo)。2、滿(mǎn)足模具的工藝性能要求：根據(jù)模具的制造工藝方法、尺寸大小、精度要求等，要考慮所選用的模具材料是否能滿(mǎn)足模具制造的各種工藝性能要求。如：可鍛性、可加工性、焊接性、淬透性、氧化脫碳傾向、淬火變形和開(kāi)裂傾向等。3、經(jīng)濟(jì)性：盡可能選用價(jià)格低廉、貨源豐富、供應(yīng)方便的材料。二、常用冷作模具的材料選用（一）冷沖裁模1、工作條件及失效形式工作條件：沖裁模刃口在側(cè)向壓力F的作用下，刃口部位受到很大的彎曲應(yīng)力，其次刃口部位受到?jīng)_擊和強(qiáng)烈的磨擦。 失效形式：磨損 刃口磨損到一定的程度會(huì)使沖裁件產(chǎn)生毛剌，為使刃口鋒利，需磨削，多次刃磨，導(dǎo)致失效。崩刃、凸模折斷 安裝不良、沖裁工藝執(zhí)行不嚴(yán)或熱處理不當(dāng)導(dǎo)致這類(lèi)非

29、正常失效。 性能要求：高硬度、高耐磨性。足夠的抗彎、抗壓強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)捻g性。 板料厚度不同，要求不同。薄板以高精度、高耐磨為主；厚板以高耐磨、高強(qiáng)韌性為主。凸凹模要求也有差異，對(duì)凹模來(lái)說(shuō)，抗壓強(qiáng)度和韌性比凸模高。2、冷沖裁模材料選用選材考慮的因素：產(chǎn)品的形狀和尺寸、被沖材料特性、工作載荷大小、失效形式、生產(chǎn)批量、模具成本等。一般選用概況：對(duì)于形狀簡(jiǎn)單、載荷輕的沖裁模 : 選用碳素工具鋼，如T10A。對(duì)于形狀復(fù)雜、尺寸較大、載荷較輕、精度較高：選用低合金工具鋼，如9SiCr、9Mn2V、CrWMn、Cr6WV等。對(duì)于大中型模具：可選用高耐磨、高淬透性、變形小的高碳中鉻鋼、高鉻鋼、高速鋼、基體鋼和高

30、強(qiáng)韌性低合金冷作模具鋼。對(duì)于大量生產(chǎn)的冷沖裁模：選用硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金。（二）冷鐓模具的選材1、工作條件和失效形式：工作條件：沖擊力大，單位沖擊壓力可達(dá)20002500MPa并且沖擊頻率高。凹模型腔表面和凸模工作表面受強(qiáng)烈的沖擊摩擦，工作溫度可達(dá)300左右。材料的不均、坯料端面不平、鐓機(jī)調(diào)整精度不夠，沖頭還受到彎曲應(yīng)力。 失效形式：擦傷 沖頭和凹模工作表面出現(xiàn)溝痕或磨損。崩落 坯料金屬粘附在凹模上，致使凸模偏載，使局部區(qū)域成塊崩落。脆性開(kāi)裂 常見(jiàn)冷鐓凹模，一是擦傷和崩落處，二是整個(gè)截面淬硬或非金屬夾雜物偏析造成脆性開(kāi)裂。硬度不足，或硬化層過(guò)淺而凹陷，或因尺寸超差而過(guò)早報(bào)廢。主要失效形式：擦

31、傷和脆性開(kāi)裂性能要求：足夠的抗壓強(qiáng)度和耐磨性。尤其是冷鐓凹模，需要良好的強(qiáng)韌性配合，硬化層控制在1.54mm，硬度5862HRC，心部需韌性較好的索氏體組織，不能整個(gè)截面淬硬。2、 冷鐓模材料選用：選材考慮因素：模具零件受力情況、截面大小、硬化層要求、批量大小等。3、 一般選材情況：對(duì)于輕載小型凹模，硬化層要求不深時(shí)可選用T10A鋼；硬化層要求較深時(shí)，選用低合金工具鋼。對(duì)于受載較重、形狀復(fù)雜的凹模，可選用高鉻中碳鋼或高速鋼、基體鋼制作的嵌鑲塊嵌入模套內(nèi)，模套則采用韌性較好的材料。 產(chǎn)量超過(guò)20萬(wàn)件以上時(shí)，可選用鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金或鋼結(jié)硬質(zhì)合金制成的嵌鑲模塊。冷鐓凸模的材料：輕載時(shí)，大多采用T10A

32、或低合金工具鋼；重載時(shí)，采用與凹模相同的材料制成模塊式鑲拼模具。冷鐓模具的選材實(shí)例和輔助零件的選材可參考教材表240。（三）冷擠壓模具的選材1、冷擠壓模的工作條件和失效形式：工作條件：變形抗力大。擠壓非鐵金屬時(shí)，模具截面上的平均壓應(yīng)力可達(dá)1000MPa以上；正擠壓鋼材時(shí)，可達(dá)20002500MPa；反擠壓時(shí)可達(dá)30003500MPa。模具表面反復(fù)受到劇烈摩擦，使接觸面磨損大，并且模具溫升最低溫度可達(dá)160180，最高可達(dá)300400。凸模比凹模工作條件更繁重，往往受到偏心載荷，致使沖頭受到很大的彎曲應(yīng)力作用。沖頭在脫模時(shí)還受到拉應(yīng)力的作用。 失效形式：擦傷磨損或氧化磨損。裝配不良導(dǎo)致折斷模所受

33、應(yīng)力超過(guò)材料的屈服極限凸模斷裂脫模時(shí)，拉應(yīng)力使模端部折斷，產(chǎn)生“脫帽”斷裂性能要求：必須具有高強(qiáng)韌性、良好的耐磨性、足夠的回火穩(wěn)定性和耐熱疲勞性。1、冷擠壓模具的材料選用：擠壓力較小、批量不大的正擠壓模具，可選用碳素工具鋼和低合金工具鋼。擠壓力較大的正擠壓模具，普遍采用Cr12型鋼，但鍛造、熱處理不良時(shí)，脆斷傾向大，模具壽命短。承受高負(fù)荷的反擠壓凸模，可選用高速鋼，但也有脆斷問(wèn)題，可用低溫淬火來(lái)提高脆斷抗力。擠壓力較大、批量也較大的冷擠壓凸模，選用降碳高速鋼和基體鋼使用效果良好。對(duì)于大批量生產(chǎn)的冷擠壓模具，應(yīng)采用硬質(zhì)全金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金。（四）冷拉深、拉絲模具1、拉深模具工作條件：凹模承受強(qiáng)烈摩

34、擦和徑向拉應(yīng)力；凸模主要承受軸向壓縮力和摩擦力的作用。工作表面溫度可達(dá)400500。 失效形式：被拉深材料撕落粘附在模具表面，形成凹凸不平的傷痕或粘結(jié)成瘤，使拉深產(chǎn)品表面質(zhì)量降低或成廢品。 性能要求：具有高的強(qiáng)度和耐磨性。材料選用：對(duì)中小模具，可選用T10A和低合金工具鋼；對(duì)大中型模具，可采用球墨鑄鐵或合金鑄鐵，批量大時(shí)，磨損部位采用較好合金鋼鑲塊硬質(zhì)合金。防止粘附措施：拉深鋁、銅合金和碳素鋼時(shí)，凸、凹模應(yīng)滲氮或鍍鉻。拉深?yuàn)W氏體不銹鋼時(shí)，凹模應(yīng)采用鋁青銅材料。高碳中鉻鋼和高碳高鉻鋼作拉深凹模時(shí)，應(yīng)進(jìn)行滲氮和拋光。2、拉絲模：拉絲變形量小，主要是刃口部分承受強(qiáng)烈的摩擦和徑向彎曲力。失效形式主要是

35、磨損和崩刃，要求高硬度和耐磨性以及良好的抗粘附性能。材料選用，主要根據(jù)被加工材料的類(lèi)型、線(xiàn)徑大小生產(chǎn)批量等選用常用合金模具鋼、硬質(zhì)合金、人造金剛石等。二、冷作模具的熱處理技術(shù)1、冷作模具的制造工藝路線(xiàn)： 一般冷作模具：鍛造 球化退火 機(jī)械粗加工 淬火與回火 鉗修裝配。 成形磨削及電加工冷作模具 ：鍛造 球化退火機(jī)械粗加工 淬火與回火 機(jī)械加工或電加工成形 鉗修裝配。 高精度冷作模具：鍛造 球化退火 機(jī)械粗加工 去應(yīng)力退火或調(diào)質(zhì) 加工成形 淬火與回火 鉗工修配。熱處理工序安排應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 對(duì)于高精度要求的模具為減少熱處理變形，常在機(jī)械加工之后安排高溫回火或調(diào)質(zhì)處理。對(duì)于線(xiàn)切割加工模具，為防止

36、線(xiàn)切割時(shí)變形開(kāi)裂，其淬回火常采用分級(jí)淬火或多次回火和高溫回火。 為了保持模具尺寸的穩(wěn)定性，線(xiàn)切割之后應(yīng)及時(shí)再回火2、 冷作模具的淬火（1）合理選擇淬火加熱溫度：對(duì)于具體模具，在加熱工藝規(guī)范的基礎(chǔ)上要作精細(xì)選擇，選擇的依據(jù)主要是模具的使用性能要求。如保證淬透、淬硬或較高的熱硬性，應(yīng)選擇較高的淬火加熱溫度；如要求較高的韌性和耐磨性，應(yīng)選擇較低的淬加熱溫度。（2）合理選擇淬火保溫時(shí)間：生產(chǎn)中常采用到溫入爐的方法加熱，淬火保溫時(shí)間可按以下經(jīng)驗(yàn)公式確定 ：t=D 經(jīng)驗(yàn)公式僅作為參考，生產(chǎn)中必須具體情況具體分析，對(duì)于形狀復(fù)雜的模具有時(shí)要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定淬火保溫時(shí)間。（3）合理選擇淬火介質(zhì)：一般：高合金冷作模

37、具鋼，采用較緩的淬火冷卻介質(zhì)；碳素工具鋼和低合金工具鋼模具采用雙介質(zhì)淬火。市場(chǎng)上有不少新型的淬火冷卻介質(zhì)，如三硝水溶液。氯化鋅堿溶液、氯化鈣水溶液等，選擇適當(dāng)可以提高淬火質(zhì)量。（4）采用合適的淬火加熱保護(hù)措施主要是防止氧化、脫碳，常用的方法有：鹽浴加熱法 裝箱保護(hù)法 涂料保護(hù)法 包裝保護(hù)法3、冷作模具的強(qiáng)韌化處理工藝（1）低溫淬火工藝：相對(duì)于于傳統(tǒng)淬火工藝進(jìn)行的淬火操作。工藝特點(diǎn)：相對(duì)傳統(tǒng)淬火加熱溫度低2030。性能特點(diǎn)：提高韌性和沖擊疲勞抗力，降低冷作模具脆斷、脆裂傾向性。（2）高溫淬火工藝：對(duì)于某些冷模鋼，如T7ATI0A、GCr15等，采用高于傳統(tǒng)工藝淬火溫度淬火，可使模具獲得較高斷裂韌

38、性和耐磨性，從而提高模具壽命。（3）微細(xì)化處理工藝：即細(xì)化基體組織和碳化物，提高模具壽命的方法四步熱處理法： 高溫淬火+高溫回火+低溫淬火+低溫回火 如9Mn2V:820油冷+650回火+750 油冷+200 回火。 循環(huán)超細(xì)化處理 加熱Ac1（Acm）+1020 加熱Ac1（Acm）+1020 如Cr12MoV鋼：1150加熱油淬+650回火+1000加熱油淬+650回火+1030加熱油淬+170等溫30min空冷+170回火.（4） 分級(jí)淬火和等溫淬火是模具最重要的強(qiáng)韌性化方法，可以減少模具的變形和開(kāi)裂.冷作模具鋼的分級(jí)淬火和等溫淬火工藝及應(yīng)用范圍（5）其他強(qiáng)韌化處理方法：主要是：形變熱處

39、理、噴液淬火、快速加熱淬火、消除鏈狀碳化物組織的預(yù)處理工藝等。第三章 熱作模具材料第一節(jié) 熱作模具性能要求及成分特點(diǎn)一、性能要求:較高的高溫強(qiáng)度和韌性,良好的耐磨性,高的熱穩(wěn)定性,優(yōu)良的耐熱疲勞性,高淬透性,良好的導(dǎo)熱性,良好的成形加工工藝性能二、成分特點(diǎn):碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)：一般小于0.5%（個(gè)別達(dá)0.60.7%） 主加元素：Cr、Mn、Ni、Si具有強(qiáng)化鐵素體提高淬透性的作用。 輔加元素：W、Mo、V。作用是防止回火脆、產(chǎn)生二次硬化、提高耐熱疲勞抗力。第二節(jié) 熱作模具鋼及熱處理熱作模具鋼分類(lèi)按用途分類(lèi):錘鍛模和大型機(jī)鍛模用鋼,中、小機(jī)鍛模和熱擠壓和鋼,壓鑄模用鋼,熱沖裁模用鋼,按工作溫度分:低耐熱

40、鋼（350370）,中耐熱鋼（550600）,高耐熱鋼（580650）按性能分:高韌性熱作模具鋼,高熱強(qiáng)熱作模具鋼,高耐磨熱作模具鋼一、錘鍛模及大型機(jī)鍛模用鋼及熱處理1、工作條件及性能要求:錘鍛模：受到高溫（400600）、高壓、高沖擊負(fù)荷的作用，模腔表面與赤熱金屬產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦，鍛件出模后，要對(duì)模腔實(shí)施強(qiáng)烈冷卻，如此反復(fù)加熱與冷卻，使模具表面產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。大型機(jī)鍛模：工作條件與錘鍛模相近，所不同的是成形速度慢，單件滯模時(shí)間長(zhǎng)，模腔表面溫升比錘鍛模高。失效形式：主要是氧化磨損、斷裂、熱疲勞裂紋等。性能要求：具有良好的耐磨性，較高的高溫強(qiáng)度和韌性。具有良好的耐熱性和耐熱疲勞性。具有高的淬透性

41、。對(duì)于錘鍛模要求燕尾處的硬度比模面低。2、錘鍛模及大型機(jī)鍛模用鋼（1）常用鋼種及化學(xué)成分 常用鋼種 傳統(tǒng)鋼5CrNiMo、5CrMnMo 新研制4CrMoSiMoV、5Cr2NiMoVSi,45Cr2NiMoVSi（2）典型鋼種的特點(diǎn)及應(yīng)用5CrNiMo 性能特點(diǎn)：優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，高淬透性，第二類(lèi)回火脆性不敏感；但工作溫度較低，鍛坯易產(chǎn)生白點(diǎn)。 應(yīng)用特點(diǎn)：主要用于制作形狀復(fù)雜、沖擊負(fù)荷大、要求高強(qiáng)度和較高韌性的中大型錘鍛模。5CrMnMo 性能特點(diǎn)：硬度、強(qiáng)度與5CrNiMo相當(dāng)；但沖擊韌度低、淬透性、耐熱疲勞性也稍差，并且過(guò)熱傾向較大。 應(yīng)用特點(diǎn)：適于制造受力較輕的中小錘鍛模。4CrMo

42、SiMoV 性能特點(diǎn)：強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、淬透性均高于5CrNiMo，沖擊韌度與5CrNiMo相近。 應(yīng)用特點(diǎn)：可用于制造中、大型或特大型錘鍛模及機(jī)鍛模。45Cr2NiMoVSi 性能特點(diǎn)：綜合力學(xué)性能優(yōu)于5CrNiMo，熱、鍛工藝性良好，但切削加工性略差。 應(yīng)用特點(diǎn)：適用于制造高強(qiáng)韌性大截面錘鍛模和機(jī)鍛模。壽命較目前國(guó)內(nèi)外使用的傳統(tǒng)錘鍛模鋼均有提高。（3）錘鍛模與大型機(jī)鍛模的選材 選材的一般情況是： 中小型（<3t）錘鍛模 選用5CrMnMo大型（>3t）及復(fù)雜錘鍛模 選用5CrNiMo、 4CrMoSiMoV 大型、重載錘鍛模及機(jī)鍛模 選用5Cr2NiMoVSi、45Cr2NiMo

43、VSi、 4Cr5MoSiV13、錘鍛模及大型機(jī)鍛模的熱處理 該類(lèi)模具制造工藝路線(xiàn)： 下料鍛造退火機(jī)械粗加工探傷機(jī)械或電火花加工成形淬、回火鉗修拋光。（1）鍛造 選用鋼材若是軋材，必須進(jìn)行鍛造。 鍛造工藝：加熱11001150，始鍛10501100，終鍛800850，鍛后緩冷至150200空冷。（2）退火 消除鍛造內(nèi)應(yīng)力和組織不均勻性 退火工藝：見(jiàn)表34，退火硬度一般為197241HBW。二、熱擠壓模及中、小機(jī)鍛模用鋼及熱處理1、工作條件與性能要求:熱擠壓模:工作條件：受到壓應(yīng)力、彎曲應(yīng)力和脫模拉應(yīng)力的作用，所受沖擊載荷比錘鍛模小，但工作溫度比錘鍛模高，最高可達(dá)800850，熱應(yīng)力和摩擦都大于

44、錘鍛模。 失效形式：模腔過(guò)量塑性變形、熱疲勞破壞、熱磨損及表面氧化腐蝕。性能要求：良好的耐熱疲勞性、熱穩(wěn)定性和耐磨性，以及較高的高溫強(qiáng)度和足夠的韌性。中、小型機(jī)鍛模:工作條件與熱擠壓模相近，所不同的是受到的沖擊載荷比擠壓模大。因此失效形式和性能要求也與熱擠壓模相近。2、熱擠壓模及中、小機(jī)鍛模用鋼（1）鎢系熱作模具鋼 典型鋼種：3Cr2W8V 由于其耐熱疲勞性較差，在熱擠壓模方面的應(yīng)用已逐漸減少。但在壓鑄模方面還廣泛應(yīng)用。（2）鉻系熱作模具鋼 代表性鋼種：4Cr5MoSiV 、4Cr5MoSiV1和4Cr5W2VSi 性能特點(diǎn)：含鉻量較多，具有較高淬透性，適合分級(jí)淬火。耐熱疲勞性較好，較能適應(yīng)急

45、冷急熱的工作條件。回火穩(wěn)定性較高，具有二次硬化。與鎢系相比，韌性較高，高溫強(qiáng)度較低，耐熱性稍差，工作溫度小于600。熱塑性較高，變形抗力小，鍛造開(kāi)裂傾向性小，但鍛造溫度范圍窄。（3）鉻鉬系及鉻鎢鉬系鋼 主要鋼種：4Cr3Mo3SiV（H10）、3Cr3Mo3VNb（HM3）,3Cr3Mo3W2V（HM1）、5Cr4W5Mo2V（RM2）,4Cr3Mo3W4VNb（GR）,4Cr3Mo2NiVNbB（HD）部分鋼種介紹：1）3Cr3Mo3VNb（HM3） 性能特點(diǎn)：較高的耐熱疲勞性和強(qiáng)韌性，回火穩(wěn)定性好，冷熱加工性良好。應(yīng)用特點(diǎn)：適于制造強(qiáng)烈水冷的壓力機(jī)成形模、輥鍛模、小型錘鍛模，壽命明顯高于傳

46、統(tǒng)熱作模具鋼。2） 5Cr4W5Mo2V（RM2） 性能特點(diǎn)：具有較高的回火抗力及熱穩(wěn)定性，在50HRC時(shí)熱穩(wěn)定性可達(dá)700，碳化物較多，抗磨損性能好。應(yīng)用特點(diǎn)：適于制作小截面熱擠壓模、高速鍛模及輥鍛模具。3） 4Cr3Mo3W4VNb（GR）性能特點(diǎn)：熱強(qiáng)性、熱硬度、熱硬度、冷熱疲勞抗力及冷、熱加工性均高于3Cr2W8V。 應(yīng)用特點(diǎn)：適于制造熱鐓、精鍛、高速鍛等熱鍛模具。4）基體鋼 基體鋼中有多只冷熱兼用的模具鋼，如6W8Cr4VTi（LM1）、6Cr5Mo3W2VSiTi（LM2）、6Cr4Mo3Ni2WV(CG-2)及前面介紹的0Cr12Al。其中0Cr12Al具有代表性，用于熱作模具較

47、多，如熱擠壓沖頭、傳動(dòng)桿熱鍛模等，壽命明顯高于3Cr2W8V。3、熱擠壓模及中、小機(jī)鍛模的材料選用熱擠壓模選材依據(jù)：被擠壓金屬種類(lèi),擠壓溫度,擠壓比、擠壓速度和潤(rùn)滑條件等中、小機(jī)鍛模的選材依據(jù)：鍛壓材料種類(lèi),生產(chǎn)批量,模具尺寸、變形速度和潤(rùn)滑條件等4、熱擠壓模及中、小機(jī)鍛模的熱處理該類(lèi)模具制造工藝路線(xiàn)一般為：下料鍛造預(yù)先熱處理機(jī)械加工成形淬、回火精加工。壓鑄模工作條件:受熱溫度比熱鍛模高（非鐵金屬400600，鋼鐵材料1000以上），受熱時(shí)間長(zhǎng)。承受壓力大，在20120MPa之間。受反復(fù)加熱和冷卻的作用。金屬液流高速?zèng)_刷的作用。 常見(jiàn)失效形式：熱疲勞開(kāi)裂、熱磨損和熱熔蝕。 壓鑄模性能要求：具有

48、良好的耐熱性和高溫力學(xué)性能。具有優(yōu)良的耐熱疲勞性和導(dǎo)熱性。具有良好的抗氧化性和耐蝕性。具有高淬透性。2、壓鑄模用鋼及處理工藝鉻系 ：4Cr5MoSiV1 鎢系 ：3Cr2W8V 鉻鉬鎢系：3Cr3Mo3W2V 鉻鉬系：4Cr3Mo3SiV 新鋼種：Y10、Y4典型鋼種介紹：（1）3Cr2W8V 成分及性能特點(diǎn)：低碳，但鉻、鎢含量較高。屬于過(guò)共析鋼組織。因回火穩(wěn)定性高，具有較高的熱硬性和熱強(qiáng)性。韌性和導(dǎo)熱性較好。 鍛造工藝：因碳化物粗大需反復(fù)鐓粗與拔長(zhǎng)始鍛溫度：10801120終鍛溫度：900850，空冷至700緩冷。 預(yù)備熱處理:采用不完全退火或等溫退火。 不完全退火工藝：830850加熱，保

49、溫34h，爐冷（40/h）至400出爐空冷。等溫退火工藝：710740等溫34 h，然后爐冷至500出爐空冷。 淬火與回火:3Cr2W8V鋼的淬火溫度、回火溫度與主要力學(xué)性能的關(guān)系見(jiàn)表315和表316，綜合分析可知：鋼的常規(guī)淬火溫度應(yīng)采用10501150。如果模具要求較好的塑性和韌性，則采用下限加熱溫度；壓鑄較高熔點(diǎn)的合金，模具需要較高的熱硬性和熱穩(wěn)定性，則采用上限溫度加熱淬火。淬火冷卻：油淬、分級(jí)淬火或等溫淬火.回火溫度主要根據(jù)模具性能要求來(lái)選擇，回火次數(shù)為23次，采用油冷。（2）3Cr3Mo3W2V（HM1） 性能特點(diǎn)：使用實(shí)踐表明，這種鋼的回火穩(wěn)定性、抗磨損性能均高于3Cr2W8V鋼，尤

50、其是耐熱疲勞性比3Cr2W8V高得多。 鍛造工藝：加熱11501180，始鍛11201150。鍛后應(yīng)及時(shí)退火。 退火工藝：860880加熱保溫24h，爐冷720740等溫46h，爐冷至550以下出爐空冷。退火后的硬度252HBW。 淬回火工藝：淬火加熱10601130，油淬或分級(jí)淬火，淬后硬度為5056HRC?；鼗鹬?00630時(shí)硬度為5055HRC，回火至630650時(shí)硬度為4550HRC。（3）Y4、Y10鋼（新型模具鋼） Y4適宜作銅合金壓鑄模 Y10適宜作鋁合金壓鑄模 主要特性：與3Cr2W8V鋼相比，冷熱疲勞抗力、抗溶蝕能力、沖擊韌性、斷裂韌性均比較高，但耐熱性稍差。Y10可在610

51、以下長(zhǎng)期工作，Y4工作溫度更高些。用于壓鑄模壽命普遍提高110倍。 熱加工特性：鍛造與退火工藝性良好，工藝參數(shù)與3Cr2W8V鋼相近。 淬火溫度為10201120，回火溫度為600630。3、壓鑄模材料選擇選材依據(jù)：壓鑄金屬種類(lèi)、壓鑄溫度高低。生產(chǎn)批量大小。壓鑄件的形狀、重量及精度要求。鋅合金壓鑄模常用材料:合金結(jié)構(gòu)鋼：40Cr、30CrMnSi等 模具鋼：5CrNiMo、4Cr5MoSiV1、3Cr2W8V等。 合金結(jié)構(gòu)鋼壓鑄模壽命為2030萬(wàn)次，模具鋼可達(dá)100萬(wàn)次。鋁合金壓鑄模常用材料:新型模具鋼：H13、H11、Y10、HM3等。 傳統(tǒng)熱模鋼： 3Cr2W8V新型模具鋼使用效果、壽命均

52、高于傳統(tǒng)鋼。銅合金壓鑄模常用材料:HM1、Y4、 3Cr2W8V。后者用量最大，但效果不如前兩只鋼。鋼鐵壓鑄模材料:常用仍為3Cr2W8V，但熱疲勞抗力差，壽命低。高熔點(diǎn)鉬基合金（TZM）及鎢基合金（Anviloy1150）但價(jià)格昂貴。鈹青銅合金、鉻鋯釩銅合金等，使用效果良好，價(jià)格貴。4、壓鑄模熱處理特點(diǎn)壓鑄模工藝路線(xiàn):一般壓鑄模：鍛造 退火機(jī)械粗加工穩(wěn)定化處理精加工成形淬火及回火鉗工修配。形狀復(fù)雜、精度要求高的模具：鍛造退火粗加工調(diào)質(zhì)電加工或精加工成形鉗工修磨滲氮（或軟氮化）研磨拋光。熱處理工藝目的及特點(diǎn)： 穩(wěn)定化處理（也稱(chēng)去應(yīng)力退火）目的是，消除機(jī)加工應(yīng)力和電火花變質(zhì)層應(yīng)力。去應(yīng)力退火工藝

53、為加熱650680，保溫35h。 預(yù)處理一般采用球化退火或調(diào)質(zhì)處理。調(diào)質(zhì)處理對(duì)改善模具強(qiáng)韌性的效果優(yōu)于球化退火，所以調(diào)質(zhì)在高強(qiáng)韌性要求的壓鑄模上應(yīng)用較多。 壓鑄模的熱處理應(yīng)緩慢加熱，多次預(yù)熱。較低溫度（400650）的預(yù)熱在空氣爐中進(jìn)行，較高溫度的預(yù)熱應(yīng)在鹽浴爐中進(jìn)行。 壓鑄模淬火加熱溫度。要求較高韌性時(shí)采用較低淬火溫度，要求較高高溫強(qiáng)度時(shí)采用較高溫度淬火。淬火保溫時(shí)間較長(zhǎng)，一般在鹽浴爐中加熱保溫系數(shù)取0.81.0min/mm. 淬火冷卻。壓鑄模一般采用油冷，形狀復(fù)雜的采用分級(jí)淬火。無(wú)論是何種冷卻方法都不允許冷卻到室溫，一般冷至150180均熱后立即回火。 壓鑄?；鼗鸨仨毘浞?。一般回火3次，第一次選在二次硬化的溫度范圍，第二次選在使模具達(dá)到硬度要求的溫度范圍，第三次回火溫度應(yīng)低于第二次1020。 為了防止熔融金屬粘模、侵蝕，壓鑄模常采用表面強(qiáng)化處理，如滲氮、氮碳共滲、滲鉻、滲鋁、滲硼等。四、熱沖裁模用鋼推薦使用的鋼種：5CrNiMo、4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、8Cr3。8Cr3是使用最多的鋼種。制作凹模使用硬度為4345HRC，不宜大于50HRC；制作凸模使用硬度為3545HRC。8Cr3鋼的鍛后退火一般采用等溫退火工藝，淬火溫度為820840，油冷，入油前應(yīng)