模具材料概述教学PPT课件.ppt

1. 常用冷作模具钢 冷作模具钢种类较多，一般常用冷作模具钢材有以下几种： (1) 碳素工具钢T8A、T10A：这是冲模中应用最广、价格最便宜的材料。适宜形状简单的冲模，其优点是加工性能好，有一定的硬度；缺点是淬火变形大，耐磨性能较差；热处理后的硬度为58?62HRC。 (2) 低合金钢CrWMn、9CrSi钢：淬透性能好，淬火变形小、耐磨性较好、 机械加工容易，常用来制造形状复杂、要求变形较小的中小型冷作模具，表面可进行渗硼等化学热处理，对于因崩刃和断裂而早期失效的冷作模具，使用该钢可显著提高其寿命，热处理后的硬度为58?68HRC。 (4) 高碳中铬模具钢Cr6WV、Cr4W2MoV：为了克服Crl2型高碳高铬冷作模具钢因碳化物偏析易脆开裂的缺点，20世纪70年代以来，国内外均进行了大量的研究工作，通过降低铬含量，研制了几种新型中铬耐磨高韧性冷作模具钢。这类钢由于铬含量较小，耐磨性、淬透性能稍差。但由于加入了W、Mo、V等元素，提高了钢的稳定性、力学性能和耐磨性，适用于弯曲模，热处理后的硬度为50?60HRC。 (5) 基体钢：基体钢是指在高速钢淬火组织基体的化学成分基础上，添加少量的其他元素，适当增减碳含量，使钢的成分与高速钢基体成分相同或相近的一类模具钢。这类钢由于去除了大量的过剩碳化物，与高速钢相比，其韧性和疲劳强度得到了大幅度的改善，但又保持了高速钢的高强度、高硬度、热硬性和良好的耐磨性。以65Nb钢为例，该钢的成分与M2高速钢淬火组织中基体成分相当，但碳的质量分数提高到了0.65%,使其具有一定数量的一次碳化物，因而改善了耐磨性。 第一节 模具材料的分类 一、模具的分类 一、模具材料的分类 4.其他模具材料 在三大类模具材料之外，还有铸造模具钢、有色合金模具材料、玻璃模具材料等，另外我国还开发研制了特种新型模具用材。 (一）铸造模具钢 通过精密铸造工艺直接得到形状复杂的模具铸件，与传统的模具生产工艺比较可以节省加工工时，降低金属消耗，缩短模具制造周期，降低模具制造费用。如美国ASTM—A597铸造工具钢标准中包括7个钢号，其中冷作模具钢4种、热作模具钢2种、耐冲击工具钢1种。我国不少部门也开始 研制并采用精密铸造工艺生产模具，如东风汽车公司冲模厂已经采用火焰淬火冷作模具钢 ZG7CrSiMnMoV实型铸造工艺，生产出汽车大型覆盖件冲模的刃口镶块模，取得了良好的使用效果和经济效益。 我国研制的铸造热锻模用钢JCD钢已经试用于小型热锻模块，代替5CrMnMo钢锻造模具。我国研制的铸造锻模钢ZDM-2(3Cr3MoWVSi)钢，采用陶瓷型精密铸造工艺，通过几十种锻模的生产试用，代替传统的5CrNiMo和3Cr2W8V锻模，取得了较好的使用效果和经济效益。 （二）有色合金模具材料 随着工业产品的多样化和中小批量生产的增加，一些低成本、易加工、制造周期短以及具有特殊性能的有色金属材料模具也逐渐增多，使用较多的是铜、铝、锌合金。 铜合金模具的抗粘着性和导热性好，常用作不锈钢和表面处理钢板的拉伸模和弯曲模具，近年来也用于注射模。常用作模具的是铍青铜，由于铍是公害元素，最近国外又开发出了含Ni-Si的Corson铜合金，这种析出硬化型合金的特点是高强度和高热导性。 铝合金除用于模具的导板、导柱等构件外，现在5000系和7000系铝合金也应用于一些小批量生产的试制模具，如薄板拉深、塑料成型、发泡塑料等模具。 锌合金的熔点较低，易于熔化和铸造，切削加工性能好，且可反复回收使用，常常被用作试制模具，主要用于薄板拉深模、弯曲模和铝合金挤压模等。日本近几年又在传统制模用的锌合金基础上，添加Cu、Al、Ti、Be等元素，开发出了新型的锌合金材料。 （三）玻璃模具材料 玻璃模具是玻璃制品的主要成型工艺装备。在玻璃制品成型过程中，模具频繁地与1100℃以上的熔融玻璃液接触，经受氧化、生长和热疲劳作用。根据玻璃模具的服役条件和失效形式，对模具材料的要求以抗氧化为最主要指标。通常采用耐热合金钢，如3Cr2W8V、5CrNiNo以及合金铸铁等。 （四）特种新型模具材料 除了上述几类模具材料外，还开发研制了特种模具用材，如CrMnN系无磁模具钢（用于电子产品的无磁模具）、高温玻璃模具钢（用于高温餐具、高透光度的车灯、显像管玻璃模壳模具）、陶瓷模具、复合材料模具等。 第二节 模具材料的性能、选用与发展 模具的工作条件不同，对其材料的性能要求也不同，如冷冲压模具要求其材料具有高的强度，良好的塑性和韧性，高的硬度及耐磨性；冷挤压模具要求其材料具有高强度、高韧性、高淬透性以及良好的耐磨性、热稳定性和切削加工性；热作模具用钢要求在工作温度下保持高的强度和韧性、良好的抗蚀性、热稳定性和优良的热疲