常见模具材料及热处理.ppt

模具基本知識講義 常見模具材料及熱處理 常見模具材料及熱處理 常見模具材料 常見模具材料及熱處理 沖壓廠常用的模具材料如下﹕ 1. SS41(JIS) 2. SKD11(JIS) 3. YK30(SK3) 4. SKH-9(JIS) 5. PD20 6. DC53(JIS) 7. SKD61 8. A3鋼 9. 鎢鋼 10. 45鋼等 常見模具材料及熱處理 SS41(JIS)為日本鋼材牌號,相當於中國的A3鋼 .屬於低碳機械構造用鋼.該鋼材含碳量為0.30%,不能進行熱處理,硬度不高;塑性較好,強度較低,機械加工性能好,可以滿足模具中非成形模板性能要求. 該鋼材適用於模具結構中的打背板,上托板,下托板,上墊腳,下墊腳,上模座,下模座,墊板和夾板等受力不大的模板和零件. 常見模具材料及熱處理 SKD11(JIS)該鋼材冷作模具合金工具鋼.相當於中國的Cr12MoV,是一種高C,高Cr型合金鋼.各元素含量為1.45% ~ 1.70%C,11.00~12.50%Cr,0.40~0.60%Mo, 0.15~0.30%V.高碳保証獲得過飽和的馬氏體(該組織很硬),以確保高硬度,高耐磨性和一定的熱硬性(鋼材在高溫如500攝氏度仍能保証足夠的硬度).鉻可以極大地增加鋼的耐磨性能,同時還大大改善了鋼的淬透性(鋼材淬火後能獲得外部較硬,心部較軟的現象稱為淬透性.淬硬的越多表明淬透性越好).鉬釩不僅增加回火的穩定性,尚可細化晶粒,改善碳化物不均勻性,從而提高鋼的強度和韌性.其正常工作時地硬度為HRC58~ 64. 適用於受力較大的模具成形模板.如上打板(通常熱處理HRC52)和下模板(通常熱處理HRC58). 常見模具材料及熱處理 YK30(SK3)該鋼材為日本牌號,含碳量較高,屬於碳素工具鋼. YK30是SK-3的改良鋼種,具有較SK-3更佳的強韌性和硬化能,同時還有易加工性能,且具有一般高碳鋼的高硬度和高耐磨性. 各元素含量為:1.00 ~ 1.10% C , 0.8 ~ 1.10% Mn , 0.2 ~ 0.6% Cr. 熱處理後硬度為HRC50,用於局部受力較大的模板(采用一般的鋼板會產生較大的變形),如模具的上下墊板,夾板,打板等. 常見模具材料及熱處理 SKH-9(JIS)為合金工具鋼,相當於中國的W6Cr4Mo5V2合金工具鋼.由於含有鎢元素,使其具有熱硬性,同時提高了鋼的回火(熱處理的一種,常為減少或消除內應力)穩定性.釩與碳形成碳化物硬度高達HRC83.因此,該鋼材硬度較高,熱處理後硬度可達到HRC65.但脆性大,塑性差,不易進行切削加工. 適用與作直徑小於3.0的沖子材料. 常見模具材料及熱處理 熱處理基本知識  金屬材料強化途徑 A 固溶強化: 合金元素固溶到基體金屬中形成固溶體時,合金的強度及硬度一般會得到提高,基體塑性則不降低. 少量多元 B 沉淀強化: 過飽和固溶體分 解析出彌散相, 引起合金強化 C 冷變形強化:金屬材料在再結晶溫度以下的變形,會引起強度升高,而塑性降低. D 第二相相強化: 超過極限溶解度的部分形成過剩的第二相,其強化效果與過剩相性能的本身有關;還與其形態/大小/數量及分布關(彌散強化). E 細晶強化: 基體相晶粒細化及過剩相晶粒細化,晶粒越細,單位體積內的晶界面積越大,對位錯運動的阻力越大,因而強度及塑韌性越高.主要手段有; 變質處理 變形及再結晶 壓 鑄 加難熔質點作為非自發晶核等 3 金屬材料之熱處理工藝 退火:消除殘余內應力/成份不均勻/組織不穩定等缺陷 固溶處理:對於第二相在基體相中的固溶度隨溫度降低而顯著減小的合金,將其加熱至能全部溶入固溶體的溫度,保持一定時間后,以快於第二相自固溶體中析出速度冷卻,獲得過飽和固溶體的過程. C 時效:過飽和固溶體處于不平衡狀態,因而有發生分解和析出過剩溶質原子(呈第二相形式析出)的自發趨勢,使合金的強度/硬度升高,但塑性及抗蝕性下降. 常見模具材料及熱處理 改善鋼的性能,通常采用兩個途徑: 1.調整鋼的化學成分,加入合金元素(如鎂,鉬,鎳等),即合金化; 2.實施鋼材的熱處理. 熱處理是通過加熱,保溫,冷卻之操作方法,使鋼的組織結構發生變化,以獲得所需要的性能之加工工藝. 常見模具材料及熱處理 鋼的熱處理根據加熱和冷卻方法不同,大致分