模具材料总结.doc

模具的寿命与失效 １模具寿命：模具因磨损或其他形式失效，终至不可修复而报废之前所加工的产品件数。 模具失效：模具受到损坏不能通过修复而继续服役时叫做模具失效。 正常失效：模具经大量的生产使用，因均匀磨损或疲劳断裂或均匀的塑性变形而不能继续服役。 非正常失效：模具未达到一定的工业技术下公认的寿命时就不能服役时，称为模具的早期失效。 ２模具的主要失效形式： 磨损：模具和被加工的坯料之间相互摩擦，引起模具表面物质的损耗，是模具的几何形状发生变化而不能继续服役，即为磨损失效。 　　　 包括：磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、气蚀和冲蚀磨损、腐蚀磨损。 断裂：模具多为中、高强度钢，故多为脆性断裂。 　　　　　疲劳断裂：在较低的循环应力作用下，经多次使用，裂纹缓慢扩展后发生的断裂。 塑性变形：局部应力大于模具的屈服强度导致的塌陷、弯曲、镦粗。 　　 模具设计不合理引起的失效　　　设计 模具材料质量差引起的失效　　　选材（排名第一） ３影响模具寿命的因素：　　机械加工不当引起的失效　　　　机加工 热处理制度不合理引起的实效　　热处理（排名第二） 表面强化不当引起的失效　　　　表面强化 操作方法不正确引起的失效　　　使用 　模具材料概述 １ 　　　　　　　　　　使用性能：　硬度和红硬性（热稳定性）；耐磨性；强度和韧性； 　　　　　　　　　　　　　　　　热疲劳能力；抗粘着性（抗咬合性）；热强性和热稳定性。 模具材料应具备的 性能要求　　　　工艺性能：　加工性；热处理变形和淬火温度； 　　　　　　　　　　　　　　淬硬性和淬透性；脱碳敏感性。 　　　　　　　　 ２　　　　　　　　　使用性能足够：力学性能满足模具的使用要求。 模具选材的　　　工艺性能良好：加工性能良好，易制造。 一般原则　　　 供应能保证：　材料来源广。 　　　　　　　　经济性合理：　生产过程简单、成品率高、成本低，尽可能选便宜的材料。 ３模具材料按模具的类别分有：　冷作模具材料、热作模具材料、塑料模具材料、 　　　　　　　　　　　　　　　其他模具材料（玻璃模具材料、陶瓷模具材料）。 第三章冷作模具钢及其热处理 １冷作模具钢的　　使用性能：耐磨性、咬合抗力、断裂抗力、变形抗力、受热软化抗力。 性能要求　　　 工艺性能：锻造工艺性、切削工艺性、热处理工艺性。 ２按钢中合金元素和使用性能，冷作模具钢分为哪几类？列举其主要代表钢号。 　　　高碳工具钢：T7 T8 T9 T10 T11 T12 （C 0.7%--1.3%） 高碳低合金工具钢： 9Mn2V、 MnCrWV、 9SiCr、 CrWMn、 GCr15 (高C量，合金元素5%) 　　　　　　高碳高铬钢：Cr12、 Cr12MoV (C 1.3%--2.3%，Cr 11%--13%) 高耐磨钢： 高碳中铬钢：Cr6WV、Cr5MoV、Cr4W2MoV、6Cr4W3Mo2VNb (C 1%左右，Cr中等4%--6%) 高速钢：W18Cr4V(钨系高速钢)、W6Mo5Cr4V2(钨钼系高速钢)、W12Mo3Cr4V3N 特殊用途冷作模具钢：1Cr18Ni9Ti ３　　　　　　　　　　　使钢重结晶形成细晶粒的组织，从而生成低硬度的粒状珠光体； 模具钢退火的目的：　改善切削加工性能； 　　　　　　　　　　获得正确的组织、消除内应力，为最终热处理做组织准备。 ４ Cr12和Cr12MoV钢中合金元素的作用： （1）Cr是缩小奥氏体相区，使S点和Ｅ点向左上方移动的元素，Mo、V也有相似作用； （2）Cr使C曲线强烈右移，大大提高了钢的淬透性, （3）Cr溶入A使Ms点下降，A’量增加，减小了淬火体积变形。 （4）在Cr12MoV中加入Mo、V，碳化物偏析较Cr12有所改善，进一步提高了钢的回火稳定性和淬透性，同时细化晶粒，改善钢的韧性。 （5）形成了M7C3型化合物，提高了钢的耐磨性。 ５比较Cr12型冷作模具钢与高速钢在性能、应用上的区别： Cr12型冷作模具钢（属于高耐磨钢中的高碳高铬钢），含有大量Cr、C，属于莱氏体钢。 铸态组织有鱼骨状共晶碳化物，热加工可使之破碎。锻造后有较大内应力。 硬度较高（HB477—653），难于切削加工，必须进行退火处理，一般采用等温退火。 高强度高耐磨性，淬火变形小。冲击韧性差，易脆裂。 用于制造冲击负荷要求小、要求高耐磨的冷冲模冲头和拉丝模、压印模、拉延模等。 高速钢含有大量W、Mo、Cr、V等合金元素，铸态组织为骨骼状或鱼骨状的莱氏体组织。 具有很高的硬度、红硬性及高温强度，其热处理温度范围较宽，不宜过热，不易氧化