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鋼的熱處理根據加熱和冷卻方法不同,大致分為: 1.普通熱处理(通常稱為四把火即退火,正火,淬火,回火.也是最常用的熱處理方法) 2.表面熱處理(如火焰表面淬火、高频表面加热淬火和电解液表面加热淬火). 3.特殊热处理(可控气氛热处理、真空热处理和形变热处理). 常見模具材料及熱處理 热处理 热处理 特殊热处理 表面热处理 普通热处理 正火 淬火 回火 退火 火焰表面处理 高频表面加热淬火 可控气氛热处理 真空热处理 形变热处理 1扩散退火、2完全退火 3不完全退火、4等温退火、 5 球化退火、6去应力退火。 1单液淬火、2双液淬火、3分级淬火、4等温淬火。 1低温回火、2中温回火、3高温回火。 淬火+高温回火=调质 模具钢常用的是低温回火和高温回火 3.2模具材料的基本性能要求 对各类模具钢提出的性能要求主要包括硬度、强度、塑性和韧性。 3.2.1常规力学性能要求 3.2.1.1硬度 金属的硬度,是指钢对变形 和接触应力的抗力。实际常使用的硬度试验方法有:布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。 (1)洛氏硬度(HR)。这是常用的一种硬度测量方法,有三种刻度即HRC、HRA、HRB。其中洛氏硬度HRB的测量采用直径1.588mm(1/16)的钢球,适用于退火钢、有色金属等,硬度有效范围是25-100(相当于HB60-230)。 (2)布氏硬度(HB)。布氏硬度是材料每单位面积所受的力。方法是用载荷为P的力把直接D的钢球压入金属表面,并保持一定的时间,测量金属表面上的压痕直径d,据此查表或计算出的压痕面积AB,求出每单位面积所受的力。布氏硬度的使用上限是HB450,适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。也是一种常用的方法。 (3)维氏硬度(HV)。 维氏硬度也是利用压痕面积上单位应力作为硬度值计量。维氏硬度所使用的压头是锥面夹角为136o的金刚石四方锥体。试验时,在载荷P的作用下,在试样试验面上压出一个正方形压痕。测量压痕两对角线的平均长度d,借以计算压痕面积AV,以P/AV的数值表示试样的硬度,以HV表示。维氏硬度的优缺点:维氏硬度有一个连续一致的标度;试验负荷可任意选择,所得的硬度值相同。试验时加载的压力小,压入深度浅,对工件损伤小。特别适用于测量零件的表面淬硬层及经过表面化学处理的硬度,精度比布氏、洛氏硬度精确。但是维氏硬度的试验操作较麻烦,一般在生产上很少使用,多用于实验室及科研方面。 三种硬度大致有如下的关系:HRC≈(1/10)HB,HV≈HB(当硬度小于400HB时)。 3.2.1.2强度 强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏(过量塑性变形或断裂)的性能。由于载荷的作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式,所以强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。各种强度间常有一定的联系,使用中一般较多以抗拉强度作为最基本的强度指针。 3.2.1.3塑性 塑性是指金属材料在载荷作用下,产生塑性变形(永久变形)而不破坏的能力。通常 用断面面收缩率(以Ψ或Z表示)和断后伸长率(以δ或A表示)这两个指标来衡量。 3.2.1.4韧性 以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷,金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力叫做冲击韧性。材料的韧性越高,脆断的危险性越小,热疲劳强度也越高。 3.2.2特殊性能要求 对热作模具除要求室温及高温条件下的硬度、强度、韧性外,还要求具有某些特殊性能如热稳定性、回火稳定性、热疲劳抗力及断裂韧性、高温磨损与抗氧化性能、耐磨性能、断裂抗力、抗咬合能力及抗软化能力。 3.3模具常用钢及其化学成分 根据用途一般模具 材料可分为三大类:塑料模具钢、冷作模具(主要有冷冲压、冷挤压模具等)钢和热作模具 (主要有压铸模具等)钢。 3.3.1塑料模具常用钢及化学成分 3.3.1.1低碳低合金钢 3.3.1.2碳素结构钢 3.3.1.3调质预硬钢及易切削预硬钢 3.3.1.4合金工具钢 3.3.1.5时效硬化钢 3.3.1.6耐蚀塑料模具钢 3.3.2冲压模具常用钢及其化学成分 3.3.2.1碳素工具钢 3.3.2.2高碳低合金钢 3.3.2.3高耐磨模具 钢 3.3.2.4高韧性模具钢 3.3.2.5其他类型模具钢 3.3.3压铸模具常用钢及其化学成分 3.3.3.1分类 3.3.3.2国外压铸模具钢 3.4模具常用钢的热处理规范 三大类:塑料模具钢、冷冲压钢、压铸模具钢的热处理规范。 三大类:塑料模具钢、冷作模具钢、热作模具钢 8Cr2MnWMoV简称8Cr2S5CrNiMnMoVSCa简称5NiSCa 一些易切削预硬塑料模具钢化学成分 热压铸模模具钢4Cr3Mo2MnVNbB(Y4)钢锻造工艺
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