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第7章 热作模具钢及其热处理 7.1 热作模具的工作条件与性能要求 ? 7.2 热作模具材料的选用 7.2.2 热挤压模具用钢的选用 7.2.3 压铸模具用钢的选用 7.3 热作模具的制造工艺路线 7.4 热作模具的热处理 7.5 热作模具热处理实例 7.5.2 铬系热作模具钢热处理 7.5.3 钨钼系热作模具钢的热处理 思考题 * 7．1 热作模具的工作条件与性能要求 7．1．1 热作模具的工作条件 7．1．2 热作模具的性能要求 7．2 热作模具材料的选用 7．2．1 锻压模具用钢的选用 7．2．2 热挤压模具用钢的选用 7．2．3 压铸模具用钢的选用 7．3 热作模具的制造工艺路线 7．4 热作模具的热处理 7．4．1 退火 7．4．2 淬火 7．4．3 回火 7．5 热作模具热处理实例 7．5．1 锤锻模具热处理 7．5．2 铬系热作模具钢热处理 目录 热作模具钢的碳含量一般为0.3%～0.6%，有良好的强度、硬度和韧性。添加镍、钨、钼、铬、钒等合金元素，可以提高钢的淬透性和高温性能。? 根据不同的合金元素含量，热作模具钢可以分为锻压模具用热作模具钢、钨钼系热作模具钢等。? 表7-1 常用热作模具钢的钢号和化学成分 钢号 化学成分/ % C Si Mn Cr Mo V 其它 锤锻模具用钢 5CrMnMo 5CrNiMo 4CrMnSiMoV 5Cr2NiMoVSi ? 0.5/0.6 0.5/0.6 0.35/0.45 0.46/0.53 ? 0.25/0.6 ≤0.4 0.8/1.1 0.6/0.9 ? 1.2/1.6 0.5/0.8 0.8/1.1 0.4/0.6 ? 0.6/0.9 0.5/0.8 1.3/1.5 1.54/2 ? 0.15/0.3 0.15/0.3 0.4/0.6 0.8/1.2 ? - - 0.2/0.4 0.3/0.5 ? - Ni1.4/1.8 - Ni0.8/1.2 铬系热作模具钢 4Cr5MoSiV 4Cr5MoSiV1 4Cr5W2VSi ? 0.33/0.43 0.32/0.45 0.32/0.42 ? 0.8/1.2 0.8/1.2 0.8/1.2 ? 0.2/0.5 0.2/0.5 ≤0.4 ? 4.75/5.5 4.75/5.5 4. 5/5.5 ? 1.1/1.6 1.1/1.75 - ? 0.3/0.6 0.8/1.2 0.6/1.0 ? - - W1.6/2.4 钨钼热作模具钢 3Cr2W8V 3Cr3Mo3W2V 5Cr4W5Mo2V ? 0.3~0.4 0.32~0.42 0.4~0.5 ? ≤0.4 0.6~0.9 ≤0.4 ? ≤0.4 ≤0.65 ≤0.4 ? 2.2~2.7 2.8~3.3 3.4~4.4 ? - 2.5~3.0 1.5~2.1 ? 0.2~0.5 0.8~1.2 0.7~1.1 ? W7.5~9 W1.2~1.8 W4.5~5.3 7.1.1 热作模具的工作条件 热作模具是将加热到再结晶温度以上的固态或液态金属压制成型的工具，包括热锻模具、热挤压模和压铸模三类。热作模具工作条件的主要特点是与热态金属相接触，这是与冷作模具工作条件的主要区别。 热作模具的工作条件主要有以下三方面: (1)型腔表层金属受热。尽管热锻模具不同，型腔表层金属受热温度也不相同，但是最 低也有几百摄氏度;热挤压模具与压铸模具型腔表层温度更高。 (2) 型腔表层金属产生热疲劳。 热作模具的工作特点是具有间歇性。每次使热态金属成型后都要用冷却介质冷却型腔的表面。因此，热作模具的工作状态是反复受热和冷却，从而使型腔表层金属产生反复的热胀冷缩，即反复承受拉压应力作用。其结果是引起型腔表面出现裂纹，称为热疲劳现象。 (3) 载荷作用。锤锻模受强烈的冲击载荷和工作应力;热挤压模具和压铸模具是在高压下服役的。 7.1.2 热作模具的性能要求 1.使用性能 (1)硬度和红硬性 (2)耐磨性 (3)强度和韧性 (4)热疲劳性能 ? 热作模具工作时除了承受周期性载荷作用之外，还要承受高温及周期性的急冷急热变化。热交变应力易使热作模具材料发生疲劳破坏，导致模具热裂。 一般说来，影响钢的热疲劳性能的因素主要有: ①钢的导热性 ②钢的临界点 2.工艺性能 （1）加工性 热作模