《模具材料及表面处理技术》全套教学课件.pptx

模具材料及表面处理技术;0绪论;1模具材料概论;强度

强度是表征材料变形抗力和断裂抗力的性能指标，影响强度的因素较多。

硬度与热硬性

硬度实际上是一种综合的力学性能，因此，模具材料的各种性能要求，在图样上一般只通过标注硬度来表示。

热硬性是指模具在受热或高温条件下保持高硬度的能力。多数热作模具和某些冷作模具应具有一定的热硬性，才能满足模具的工作要求。

;耐磨性

磨损是一种复杂的过程，在模具中常遇到的磨损形式有磨料磨损、黏着磨损、氧化磨损和疲劳磨损等。

韧性

韧性是材料在冲击载荷作用下抵抗产生裂纹的一个特性，反映了模具的脆断抗力，常用冲击韧度来评定。它不是单一的性能指标，而是强度和塑性的综合表现。

疲劳性能

耐热性

耐蚀性

;模具的失效形式

模具的主要失效形式有磨损、断裂、局部崩块、腐蚀、疲劳和变形等。

影响模具失效的因素

（1）模具结构包括模具的几何形状、模具间隙、冲头的长径比、端面倾斜角、过渡角大小、模具中开设的冷却水路、装配结构等。;（2）模具材料必须满足模具对塑性、韧性、强度、硬度、抗疲劳等性能的要求。

（3）热处理及加工制造工艺;模具材料与模具寿命

模具材料对模具寿命的影响是模具材料种类、化学成分、组织结构、硬度和冶金质量等因素的综合反映，其中材料种类和硬度影响最为明显。

锻造与模具寿命

锻造的第一个目的是使钢材达到模具毛坯的尺寸及规格，为后续加工做好准备。锻造的第二个目的是改善模具钢的组织和性能，使大块碳化物破碎，并均匀分布，改善金属纤维的方向性，使流线合理分布，消除或减轻冶金缺陷，提高模具钢的致密度。;热处理与模具寿命

热处理可使模具获得所需的组织和性能，保证在正常服役条件下有一定的使用寿命。

预备热处理--淬火工艺--回火工艺;2模具的失效分析;（3）按机械失效的时间特征分类

早期失效、突发失效

（4）按机械失效的程度分类

部分失效、完全失效

（5）按机械失效的后果分类

轻度失效、危险性（严重）失效、灾难性（致命）失效;失效分析的分类

（1）狭义的失效分析

（2）广义的失效分析

（3）新品研制阶段的失效分析

（4）产品试用阶段的失效分析

（5）定型产品使用阶段的失效分析

（6）修理品使用阶段的失效分析

失效分析预测和预防的地位与作用

失效分析预测和预防是从失败入手着眼于成功和发展，是从过去入手着眼于未来和进步的科学技术领域，并且正向失效学这一分支学科方向发展。;磨损——由于机械作用造成物体表面材料逐渐损耗。

磨损失效——由于材料磨损引起的机械产品丧失的应有功能。

磨粒磨损

（1）磨粒磨损的分类：低应力划伤式磨料磨损、高应力辗碎式磨料磨损、凿削式磨料磨损

（2）磨粒磨损机理：微观切削、疲劳破坏、挤压剥落

（3）磨损的性能参量：磨损量、磨损率、磨损度、耐磨性、相对耐磨性

（4）影响磨损的因素：硬度、磨粒尺寸、载荷

;;黏着磨损

（1）黏着磨损的机理

（2）黏着磨损的形式：轻微黏着磨损、涂抹磨损、擦伤磨损、胶合磨损、咬死黏着点抗剪强度相当高

（3）影响黏着磨损的因素：材料性质、表层性质、表面平均压力、滑动速度、温度、表面粗糙度、润滑;表面疲劳磨损

（1）表面疲劳磨损的机理：裂纹

从表面上产生和裂纹从表层下产生

（2）影响磨损的因素：材料性能、硬度、表面粗糙度、摩擦力、润滑

腐蚀磨损

氧化磨损、特殊介质腐蚀磨损

;引言

断裂失效是机械产品最主要和最具危险性的失效，其分类比较复杂，一般有如下几种：

（1）按断裂机理分为滑移分离、韧窝断裂、蠕变断裂、解理与准解理断裂、沿晶断裂和疲劳断裂；

（2）按断裂路径分为穿晶、沿晶和混晶断裂；

（3）按断裂性质分为韧性断裂、脆性断裂和疲劳断裂。在失效分析实践中大都采用这种分类法。

;韧性断裂失效

（1）定义：韧性断裂又叫延性断裂和塑性断裂，即零件断裂之前，在断裂部位出现较为明显的塑性变形

（2）韧性断裂机理与典型形貌;滑移分离：韧性断裂最显著的特征是伴有大量的塑性变形，而塑性变形的普遍机理是滑移，即在韧性断裂前晶体产生大量的滑移，过量的滑移变形会出现滑移分离。晶体材料产生滑移的形式是多种多样的，主要有一次滑移、二次滑移、多系滑移、交滑移、波状滑移、滑移碎化和滑移扭折等。滑移分离的宏观断口基本特征是：断面呈45°角倾斜；断口附近有明显的塑性变形；滑移分离是在平面应力状态下进行的。滑移分离的主要微观特征是滑移线或滑移带、蛇形花样、涟波花样和延伸区。

韧窝断裂：韧窝是金属韧性断裂的主要特征。韧窝又称作迭波、孔坑、微孔或微坑等。;;;（3）韧性断裂的宏观特征与微观特征

韧