第五章模具材料.pptx

第五章 模具材料第一节 模具材料概述模具材料分类：按模具类别分：冷作模具、热作模具、塑料模具。按材料类别分：钢铁材料、非铁材料、塑料等。第一节 模具材料概述模具材料的性能要求（一）使用性能： 硬度和耐磨性、强度和韧性、抗热性能（热强性、热硬性、热稳定性、热疲劳性、抗粘着性）（二）工艺性能：热加工工艺性能、冷加工工艺性能、热处理工艺性能第一节 模具材料概述模具的选材原则使用性能工艺性能供应经济性第一节 模具材料概述模具选材的具体考虑因素（一）模具工作条件： 承受载荷、速度（冲击）、工作温度、 腐蚀（二）模具的失效因素： 磨损、腐蚀、断裂、塑性变形。（三）模具所加工的产品 产品批量大小、产品质量要求、产品材质（四）模具结构 模具大小、模具形状、模具的不同组件（不同部位）、模具制造工艺、模具设计第一节 模具材料概述模具材料的发展方向（1）模具性能要求模具材料由低级材料向高级材料发展。（2）模具表面强化处理的应用日益广泛。（3）新钢种不断出现、旧钢种逐渐淘汰。（4）模具材料由钢铁材料扩展到有色金属、硬质合金、非金属材料（橡胶、塑料、陶瓷）。第二节 冷作模具钢冷作模具钢的应用 冷作模具钢是在常温下使金属材料变形的模具用钢。 冷作模具的种类很多，包括冲裁模、冷挤压模、冷镦模、拉伸模等。第二节 冷作模具钢各类冷作模具的特点(一) 冲裁模 冲裁模主要用于各种板料的冲切成形，按其功能不同可分为落料模、冲孔模、切边模等。第二节 冷作模具钢各类冷作模具的特点(一) 冲裁模 1.工作条件 冲裁模的工作部位是刃口。冲裁时，刃口部受到弯曲和剪切力的作用，还要受到冲击。同时，板料与刃口部位产生强烈的摩擦。第二节 冷作模具钢各类冷作模具的特点(一) 冲裁模2. 失效形式 冲裁模的正常失效形式主要是磨损，刃口由锋利变圆钝。有时会因热处理不当等造成崩刃和凸模折断等非正常失效。3．性能要求 依据上述分析，冲裁模的主要性能要求是高的硬度和耐磨性，足够的抗压、抗弯强度和适当的韧性。第二节 冷作模具钢各类冷作模具的特点(二) 拉拔模及成形模 主要包括拉深模、胀形模、弯曲模和拔管模。利用这些模具可使板材或棒材延伸并压制成一定形状的产品。第二节 冷作模具钢各类冷作模具的特点(二) 拉拔模及成形模拉深模第二节 冷作模具钢各类冷作模具的特点(二) 拉拔模及成形模弯曲模第二节 冷作模具钢各类冷作模具的特点(二) 拉拔模及成形模胀形模第二节 冷作模具钢各类冷作模具的特点(二) 拉拔模及成形模1．工作条件 模具工作时受载较轻，但模具表面受到强烈的摩擦。凹模主要受到径向张力的作用，凸模主要承受轴向压缩力和摩擦力的作用。2．失效形式 成形模具的主要失效形式是磨损，而拉拔模除了严重磨损外，在温度和压力作用下，还会产生“粘附”（咬合）。第二节 冷作模具钢各类冷作模具的特点二、拉拔模及成形模3．性能要求 对拉拔模的主要性能要求是高的耐磨性、硬度及良好的抗咬合性。对成形模的耐磨性、硬度要求稍低，但要求较高的韧性。第二节 冷作模具钢各类冷作模具的特点三、冷镦模 冷镦模是在冲击作用下使金属棒料在模具型腔内冷变形成形的模具。主要用于紧固件、滚动轴承、滚子链条、汽车零件的成形。1．工作条件 冷镦模具工作条件差，受到强烈冲击，室温下，材料变形抗力大。凸模承受巨大冲击压应力，且冲击频率很高。凹模的型腔表面和凸模的工作表面还受到剧烈的冲击性摩擦。第二节 冷作模具钢各类冷作模具的特点三、冷镦模2．失效形式 冷镦模的主要失效形式是：凸模镦粗、局部变形或折断；凹模开裂，模口胀大等。3．性能要求 凸模、凹模均要求有足够的硬度、强度和韧性。一般凸模要求硬度为60-62HRC，凹模要求硬度为58-60HRC。第二节 冷作模具钢各类冷作模具的特点四、冷挤压模 冷挤压是使金属在强大的近于静挤压力的产生塑性变形而形成制品或零件。第二节 冷作模具钢各类冷作模具的特点四、冷挤压模 1. 工作条件 金属的冷挤压成形，受到强烈的三向压应力的作用，变形抗力大。模具不仅受到强大的挤压力作用，而且还受到坯料塑变流动的剧烈摩擦，冷挤压时产生较大的温升。第二节 冷作模具钢各类冷作模具的特点四、冷挤压模2. 失效形式 冷挤压凸模的失效形式主要是断裂、塑性变形及磨损；凹模的主要失效形式是胀裂及磨损。3．性能要求 冷挤压模必须具有高的强韧性，良好的耐磨性。一般凸模要求硬度为60-64HRC，凹模要求硬度为58-62HRC。由于冷挤压时产生较大的温升，所以还应具有一定的冷热疲劳抗力和热硬性。第二节 冷作模具钢冷作模具钢的性能要求 冷作模具正常的失效形式是磨损。常会因变形(包括弯曲、镦粗、塌陷、模孔胀大等)、崩刃、开裂而出现早期失效。冷作模具用钢应该具有高强度、高硬度、高耐磨性和足