模具材料与热处理概述.pptx

1;课程教学目的 ;课程教学要求 ;课程的教学任务;课程的性质和任务;教学方法;课程教学形式;课程教学要求的层次;教学内容 ——理论教学;教材与学时安排;第一节 模具寿命与失效分析 第二节 模具的性能要求 第三节 模具用钢及热处理 第四节 模具钢的生产加工工艺 第五节 模具钢质量、制造技术与模具寿命;现状分析;存在的问题;带来的危害;学习目的-正确选用材料;第一节 模具寿命与失效分析; 二、模具的失效形式 零件的失效形式比较复杂，根据零件破坏的特点、所受载荷的类型以及外在条件，零件的失效形式可归纳为变形失效、断裂失效和表面损伤失效三大类型。;失效形式;三、模具失效分析-提高寿命的先决条件 系统、设备、工件等产品丧失额定功能的现象称为失效。对失效现象进行科学、公正和客观的诊断、预测和预防，对人类揭示和认识客观事物的本质，激发和加快科学技术的进步，促进和协调国民经济的持续发展以及营造和保证社会的稳定具有重要作用。; 失效分析的目的是揭示零件失效的根本原因，影响失效的因素很多，要利用宏观和微观的研究手段进行系统的分析。;1.无损检测 无损检测是针对材料在冶金、加工、使用过程中产生的缺陷和裂纹用无损探伤法进行检查，以查清其状态及分布。;3.金相分析 通过观察分析零件（特别是失效源周围）显微组织构成情况，如组织组成物的形态、粗细、数量、分布及其均匀性等，辨析各种组织缺陷及失效源周围组织的变化，对组织是否正常作出判断。;(3)断裂形式的特征 ; ②脆性断裂的特征 脆性断裂时承受的工作应力较低，通常不超过材料的屈服强度，甚至不超过常规的许用应力，所以又称为低应力脆断。这种宏观裂纹可以在生产工艺过程中产生，还可能由于疲劳或应力腐蚀而产生。脆性断裂见下图。;; ; ; ;影响模具失效的因素;影响模具失效的因素;影响模具失效的因素;影响模具失效的因素;影响模具失效的因素;影响模具失效的因素;冲裁模的服役条件和失效形式 ; 2.冲裁模的失效形式 薄板冲裁模受到的冲击载荷不大，在正常的使用过程中，模具因摩擦产生的刃口磨损是主要的??效形式。 磨损过程可分为初期磨损、正常磨损和急剧磨损三个阶段。对应于这三个阶段中刃口的损伤过程如图所示。;拉深模的服役条件和失效形式;四、模具材料与模具寿命;模具材料与模具寿命;模具材料与模具寿命;五、锻造、热处理工艺与模具寿命;⑴ 锻造工艺对模具寿命的影响;⑵ 热处理对模具寿命的影响;淬火和回火;深冷处理、真空、气氛;表面强化;热处理工艺;第二节 模具的性能要求;一、常规力学性能 ;各种相的硬度值;模具钢硬度与含碳量关系 最佳淬火时间 二次硬化; 2.强度 强度是指钢在服役过程中，抵抗变形和断裂的能力。对于模具来说则是整个型面或各个部位在服役过程中抵抗拉伸力、压缩力、弯曲力、扭转力或综合力的能力。 性能指标: 3.塑性:性能指标 4.韧性 在工作过程中，模具承受着冲击载荷，为了减少在使用过程中的折断、崩刃等形式的损坏，要求模具钢具有一定的韧性。韧性是模具钢的一种重要性能指标，它决定了材料在冲击试验力作用下对破裂的抗断能力。材料的韧性越高，脆断的危险性越小，热疲劳强度也越高。对于衡量模具脆断倾向，冲击韧度试验具有重要意义。 冲击韧性的影响因素:组织、晶粒大小、内应力 提高韧性的方法：锻造、热处理和内应力; 1.耐磨性 模具在工作中承受相当大的压应力和摩擦力，要求模具能够在强烈摩擦下仍保持其尺寸精度。 图 所示为用不同钢种制作的标准冲孔模对冷轧硅钢片进行冲孔的试验结果，可反映各钢种的耐磨水平;试验以Cr12MoV钢为基准（ε ）。图5-3所示是标准模具进行耐磨性试验的结果，较好地反映了工模具钢在磨粒磨损条件下的耐磨性。; 2.抗热疲劳性能 热作模具钢在服役条件下除了承受载荷的周期性变化之外，还受到高温及周期性的急冷急热的作用，抗热疲劳性能反映材料在热疲劳裂纹萌生之前的工作寿命。因此，热作模具如要获得高的寿命，模具材料应具备高的抗热疲劳性能、低的裂纹扩展速率和高的断裂韧性值。 3咬合抗力 咬合抗力实际上就是发生“冷焊”时的抵抗力。该性能对于模具材料较重要。试验时通常在干摩擦条件下，把被试验的工具钢试样与具有咬合倾向的材料（如奥氏体钢）进行恒速对偶摩擦运动，以一定的速度逐渐增大载荷，此时，转矩也相应增大，该载荷称为“咬合临界载荷”，咬合临界载荷愈高，标志着咬合抗力愈强。 4耐蚀性 金属材料在腐蚀性介质中所具有的抵抗介质侵蚀的能力，称为金属的耐蚀性。 提高模具材料的耐蚀性，通常采用合金化方法获得一系列耐蚀合金，主要包括: