模具工程材料 第2章 冷作模具材料.ppt

第2章 冷作模具材料 2.1 冷作模具材料及性能要求 2.2 碳素工具钢 2.3 油淬冷作模具钢 2.4 空淬冷作模具钢 2.5 高碳高铬冷作模具钢 第2章 冷作模具材料 2.6 基体钢和低碳高速钢 2.7 高耐磨高强模具钢 2.8 其他类型冷作模具钢 2.9 冷作模具钢材料的选用 2.10 冷作模具钢材料选用实例 2.1 冷作模具材料及性能要求 2.1.1 冷作模具材料 冷作模具材料主要用于制造在冷状态（室温）条件下进行 压制成型的模具，如冷冲压模具、冷拉伸模具、冷镦模具、冷 挤压模具、压印模具、辊压模具等。冷作模具材料应用量大， 使用面广，其主要性能要求有强度、硬度、韧性和耐磨性。采 用的钢号很多，一般采用高碳过共析钢和莱氏体钢，如碳素工 具钢、低合金油淬冷作模具钢、空淬冷作模具钢、高碳高铬型 冷作模具钢、高耐磨高强模具钢、低碳高速钢和基体钢及用粉 末冶金工艺生产的高合金模具材料等。 2.1 冷作模具材料及性能要求 2.1.2 冷作模具材料的性能要求 1.冷作模具材料的使用性能要求 （1）变形抗力 衡量冷作模具材料变形抗力的指标主要有硬度、抗压强度、 抗弯强度。 （2）断裂抗力 ①一次性脆断抗力 ②疲劳断裂抗力 （3）耐磨性 （4）咬合抗力 2.1 冷作模具材料及性能要求 （5）受热软化抗力 2.冷作模具材料的工艺性能要求 （1）锻造工艺性 （2）切削工艺性 （3）热处理工艺性 ①退火工艺性 ②淬透性 ③淬硬性 ④脱碳、侵蚀敏感性 ⑤过热敏感性 2.1 冷作模具材料及性能要求 ⑥淬裂敏感性 ⑦淬火变形倾向 3.冷作模具材料的内部冶金质量要求 （1）化学成分不均匀性 （2）磷和硫的含量 （3）钢中夹杂物 （4）碳化物不均匀性 （5）疏松 2.2 碳素工具钢 2.2.1 碳素工具钢的一般特性 碳素工具钢的含碳量在0.7%～1.3%范围内，价格便宜，原 材料来源方便，加工性能好，热处理后可得到高硬度和高耐磨 性，用于制作尺寸不大、形状简单、受轻负荷的模具零件。 碳素工具钢在淬火后具有高硬度，但存在淬火内应力，塑 性低，强度也不高，必须回火，以改善其力学性能。 2.2 碳素工具钢 2.2.2 常用的碳素工具钢 1.T7（亚共析钢） T7为高韧性碳素工具钢，其硬度和韧性都较高，但切削能 力较差，多用来制造同时需要有较大韧性和一定硬度但对切削 能力要求不是很高的工具。 T7的化学成分见表2-4。 T7的热加工工艺见表2-6。 2.T8（共析钢） T8淬火加热时过热敏感性较大，晶粒容易粗化，变形也 大，塑性及强度也比较低，不宜制造承受冲击较大的工具，但 2.2 碳素工具钢 热处理后有较高的硬度及耐磨性，因此多用来制造切削刃口在 工作时不变热的工具。 T8的化学成分见表2-7。 T8的热加工工艺见表2-9。 3.T10（过共析钢） T10在淬火加热（温度达800°C）时不致过热，仍能保持细 晶粒组织，是力学性能较好的碳素工具钢，经适当热处理可得 到高的耐磨性、较高强度和一定韧性，适于制造切削刃口在工 作时不变热的工具。 T10的化学成分见表2-10。 T10的热加工工艺见表2-12。 2.2 碳素工具钢 4.T11（过共析钢） T11的含碳量介于T10及T12之间，具有较好的综合力学性 能，如硬度、耐磨性及韧性等；而且对晶粒长大和形成碳化物 网的敏感性较小，故适于制造在工作时切削刃口不变热的工具。 T11的化学成分见表2-13。 T11的热加工工艺见表2-15。 5.T12（过共析钢） T12由于含碳量高，淬火后有较多的过剩碳化物，按其耐磨 性和硬度适于制作不受冲击载荷、切削速度不高、切削刃口不 变热的工具。 T12的化学成分见表2-16。 T12的热加工工艺见表2-18。 2.3 油淬冷作模具钢 2.3.1 油淬冷作模具钢的一般特性 油淬冷作模具钢是在碳素模具钢的基础上适当加入铬、钨、 钼、锰、硅和钒等合金元素（总含量一般在5%以下），以提高 过冷奥氏体的稳定性，降低了淬火冷却速度，减少了热应力、 组织应力和淬火变形及开裂倾向，钢的淬透性也明显提高。这 类钢具有一定的裂纹敏感性，锻造加热不易快，在箱式炉加热 时最好在650°C～700°C进行预热。 2.3 油淬冷作模具钢 2.3.2 常用油淬冷作模具钢 1.9Mn2V 该钢适宜于制作碳素工具钢不能满足要求的冷作模具零件。 9Mn2V的化学成分见表2-19。 9Mn2V的热加工工艺见表2-21。 2.9SiCr 9SiCr中因含有硅和铬，所以淬透性好，适宜分级或等温淬 火，这对于防止模具发生淬火变形极为有利。因此该钢可做多 种形状复杂、变形要求小的冷作模具零件。 9SiC