工模具用钢课件.ppt

第5章 工模具用钢 按其用途可分为刃具钢、模具钢和量具钢。 刃具钢可分为碳素钢、低合金工具钢和高速工具钢。 模具钢根据工作状态可分为热作模具钢、冷作模具钢和塑料模具钢。 量具钢用来制作量规、卡尺、样板等．用来测量工件尺寸和形状. 5.1 概述  1、工具钢成分与性能特点 5.2 碳素钢及低合金工具钢 1、碳素工具钢 T7~T13做低速切削的刃具和简单的冷冲模。淬 透性低，断面尺寸小于15mm的工具。 一、 高速钢中合金元素的作用 5.4 冷作模具钢 5.5 热作模具钢 小 结 W18Cr4V高速钢不同淬火温度下的组织特征 正常淬火组织(400X) 欠热组织(400X) 过热组织(400X) 过烧组织(200X) 确定淬火温度时，还需要考虑下列因素： （1）不同工作条件，淬火温度应有所区别 如车刀→高硬度和红硬性→采用较高T淬 ； 中心钻→ 强韧度好→采用较低的T淬 . （2）形状、尺寸不同，T淬有不同 形状复杂（如锯片、细长拉刀等）和厚薄 悬殊刀具（如三面刃铣刀等）→ 较低T淬。 形状简单的工具可采用较高T淬。 尺寸较小和尺寸很大的刀具→较低T淬； （3）原材料级别也有影响 K不均匀性大的原材料 →低的T淬。 一般情况，过热和过烧的危害比欠热要大 确定保温时间基本原则： 一定量K溶入奥氏体，而晶粒不长大。对 于一定的T淬，有一个合适的保温时间。 淬火冷却：冷却很重要，方式也很多，可根 据工具不同情况进行选择。 分级 淬火 常用一次分级或多次分级方法。? 80%高速钢工具是采用一次分级淬火，分级温度常在600℃左右，停留时间严格控制，一般＜15min。多次分级适用于形状特殊、极易变形的工具。 等温 淬火 采用贝氏体等温淬火可↑工具的强度、韧度和切削性能。 →↓中心钻及仪表刀具等在使用中发生断头、崩刃等现象. 思考题: 高速钢在分级淬火时，为什么不宜在950~675℃温度范围停留过长的时间? W18Cr4V钢在1300℃奥氏体化后过冷奥氏体等温转变曲线 回火：高速钢一般需要在560℃左右三次回火 淬火态 M + 大约30%AR + K 回火Ⅰ M回 + M + 10%AR + K1 回火Ⅱ 回火Ⅲ M回 + M + 少量AR + K2 M回 + AR （少量） + K3 （ K1 等以示区别） W18Cr4V高速钢回火次数与残余奥氏体量（a）和性能（b）的关系 W18Cr4V钢回火一次金相组织 （400X） W18Cr4V钢回火三次的金相组织 （400X） 金属在冷 态下变形 拉延、冲压、冷鐓或 冷挤成形等 共同 特点 工作T不高，模具主要承受高压 力或冲击力，有强烈的摩擦 主要技术要求为具有高硬度 和耐磨性，有一定韧性 技术 要求 一、低合金工具钢 常用低合金工具钢有9Mn2V 、CrWMn 、GCr15、9SiCr等。 和碳素工具钢相比，这类钢的淬透性比较高，热处理变形较小，耐磨性也较好，所以可制造工具尺寸较大、形状比较复杂、精度要求相对较高的模具。 9Mn2V特点： ①Mn↑淬透性，D油= ~ 30mm； ②Mn↓↓ MS，AR约20~22%，变形小； ③ V能克服Mn缺点,↓过热敏感性，细化晶粒； ④ 硬度稍低，回稳性较差 →200℃以下回火； ⑤ VC使钢的磨削性能变差。 各种类型的中小冷作模具都可采用。 二、高铬和中铬模具钢 1、高碳高铬模具钢 主要有Cr12、Cr12MoV钢。 Cr12MoV钢具有高淬透性，截面200~300mm 以下可以完全淬透。Cr12MoV钢主要制造大 尺寸、形状复杂、承受载荷较大的模具，曾经 有“冷作模具王牌”之称。 成分特点： 高碳（1.4%-2.3%）；高Cr（11.5%-13%） 合金元素特点： Cr： ↑淬透性，Mo，V： ↑耐磨性，细化晶粒 Cr12型钢的热处理 Cr12型钢的淬火 组织变化特点一： 选择T淬和回火温度来控制工具的变形。 调节淬火温度： ↑T淬 →↑AR → ↓体积V → 一定程度可 抵消M转变所引起的胀大； 调节回火温度：