模具材料2冷作公开课获奖课件赛课一等奖课件.ppt

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模具材料及表面处理

冷作模具材料多媒体课件
机械工程系模具教研室
课题二 冷作模具材料
制造冷冲压模具的材料重要是金属，凸、凹模所使用的模具钢有碳素工具钢；低合金工具钢，中、高合金工具钢，高速工具钢；基体钢；硬质合金和钢结硬质合金等。
一、冷作模具材料及性能规定
1，分类：碳素工具钢、油淬冷作模具钢、空淬冷作模具钢、高碳高铬冷作模具钢、基体钢和低碳高速钢、高耐磨高强韧冷作模具钢以及其他冷作模具钢。
2， 受力状况：拉伸、压缩、弯曲、冲击、摩擦等。
3，失效形式：断裂、变形、磨损、粘合、啃伤、软化等。
4，使用性能规定 抗变形、抗磨损、抗断裂、耐疲劳、抗软化及抗粘合：
(1) 硬度和耐磨性 硬度和耐磨性是冷作模具材料的最基本性能之一，模具的硬度应高出工件硬度30％～50％，一般为58～64HRC，以保证模具在工作过程中抗压、耐磨、不变形、抗粘合。
(2) 强度和韧性 模具材料应具有足够的强度和韧性，以防止模具在冲击负荷下发生脆性断裂。
(3) 热硬性 以保证模具在高速冲压或重负荷冲压工序中不因温度升高而软化。
(4) 抗疲劳性能 防止模具在交变载荷作用下发生疲劳破坏。
5， 工艺性能
(1) 可切削加工性 应具有很好的可切削加工性能；
球化退火改善冷作模具材料的可切削加工性能；
选用含S、Ca等元素的易切削模具材料。
(2) 可锻性 铸造可以改善材料的内部组织，提高其强度和韧性。
(3) 淬透性与淬硬性 应具有良好的淬透性与淬硬性，以保证冷作模具能在较缓和的冷却介质中淬火硬化；
淬火后易获得高而均匀的硬度(58～64HRC)，并获得较深的淬硬层。
(4) 淬火变形小 对淬火温度及模具的尖角等原因不敏感，淬火的开裂倾向小。
模具钢的选材
二、 碳素工具钢 长处：廉价、易于铸导致形，切削加工性能也比很好。
缺陷：淬透性差，变形开裂倾向大，耐磨性和热强性较低。
1．常用碳素工具钢的牌号 T7A、T8A、T10A、T12A等。
2．力学性能
(1) 含碳量的影响钢的硬度 重要由含碳量和组织决定，含碳量越高，则硬度越高，耐磨性越好。
(2) 淬火温度的影响 合适提高淬火温度可增长硬化层厚度，从而提高模具的承载能力，但过高的淬火温度又会使强韧性下降。
(3) 回火温度的影响 碳素工具钢的硬度随回火温度的升高而下降，在150～300°C回火后，抗弯强度及冲击韧度随回火温度的升高而明显增高，因此应根据不一样钢号选择最佳回火温度。
3．工艺性能
(1) 铸造性能 碳素工具钢的热变形抗力低，铸造温度范围宽，铸造工艺性好。
锻打过程中始锻、终锻要轻击、中间进行重击，击打过程中注意各部分变形要均匀，要保持各部分的温度的均匀；注意多向镦拔；注意保证足够的锻比，总的锻比一般为8～18，单次锻比一般为2～3，若采用5～10效果更佳。
(2) 退火和正火 经铸造后的碳素工具钢模具毛坯需进行退火处理，使其具有良好的工艺性能，为切削加工和淬火做好组织准备。
表 碳素工具钢的淬火、回火工艺