2016中职冷冲压工艺及模具设计与制造（高教版 韩森和主编）教案：模具材料选用.docVIP

冷冲压工艺及模具设计与制造电子教案（4） [课题编号] 4-1④ [课题名称] 模具材料选用 [教学目标与要求] 一、知识与技能 1、了解冲压对模具材料的要求； 2、通过学习，能基本掌握冲模常用材料及热处理要求； 二、学习方法与素质养成 通过自学，能自己掌握方法，为后续学习打好基础。 [教学重点] 模具常用材料及热处理方法。 [教学难点] 根据实际情况确定模具材料及热处理方法。 [分析学生] 1、学生已经学习了部分热处理工艺，加以强调和要求应用到模具加工中。 2、学习时学生可能认为记忆的东西多，产生厌学现象。要引导学生正确的理解学习方法，不能全记住，至少用的时候能知道在什么地方查到。 [教学思路设计] 讲演结合、讲练结合、归纳法。 [教学资源] 热处理加工录像。 [教学安排] 2学时（90分钟）。 教学步骤：讲课与演示交叉进行，讲课与练习交叉进行，最后进行归纳。 [教学过程] 一、复习回顾（5～10分钟） 1、热处理基本方法。 2、讲评作业共性问题。 二、导入新课 简述本节课的作用和重要性，导入本节课教学目标和要求。 冲压加工离不开模具，模具的使用寿命和冲件的精度要求都有模具决定，模具材料决定了模具的耐用度和经济性。 三、新课教学（70～80分钟） 1、冲压对模具材料的要求 冲压模具工作时要承受冲击、振动、摩擦、高压和拉伸、弯扭等负荷，甚至在较高的温度下工作（如冷挤压），工作条件复杂，易发生磨损、疲劳、断裂、变形等现象。因此，对模具工作零件材料的要求比普通零件高。对于薄板冲裁模具的工作零件用材要求具有高的耐磨性和硬度，而对厚板冲裁 模除了 要求具有高的耐磨性、抗压屈服点外，为防止模具断裂或崩刃 ，还应具有高的断裂抗力、较高的抗弯强度和韧性。 ?要求模具工作零件材料具有良好的抗粘附性（抗咬合性）、高的耐磨性和硬度、一定的强韧性以及较好的切削加工性能，而且热处理时变形要小。?要求模具工作零件有高的强度和硬度、高耐磨性，为避免冲击折断，还要求有一定的韧性。由于挤压时会产生较大的升温，所以还应具有一定的耐热疲劳性和热硬性选用冲裁模具材料应考虑工件生产的批量，若批量不大就没有必要选择高寿命的模具材料；还应考虑被冲工件的材质，不同材质适用的模具材料亦有所不同。对于冲裁模具，耐磨性是决定模具寿命的重要因素，钢材的耐磨性取决于碳化物等硬质点相的状况和基体的硬度，两者的硬度越高，碳化物的数量越多，则耐磨性越好。常用冲压模具钢材耐磨性的劣优依次为碳素工具钢 — 合金工具钢 — 基体钢 — 高碳高铬钢 — 高速钢 — 钢结 硬质合金 — 硬质合金。 此外还必须考虑工件的厚度、形状、尺寸大小、精度要求等因素对模具材料选择的影响。 传统模具用钢 ??? 长期以来，国内薄板冲裁模用钢为 T10A 、 CrWMn 、 9Mn2V 、 Cr12 和 Cr12MoV 等。 ??? 其中 T10A 为碳素工具钢，有一定强度和韧性。但耐磨性不高，淬火容易变形及开裂，淬透性差，只适用于工件形状简单、尺寸小、数量少的冲裁模具。 ??? T10A 碳素工具钢的热处理工艺为： 760~810 水或油 淬， 160~180 回火，硬度 59~62HRC 。 ??? CrWMn 、 9Mn2V 是高碳低合金钢种，淬火操作简便，淬透性优于碳素工具钢，变形易控制。但耐磨性和韧性仍较低，应用于中等批量、工件形状较复杂的冲裁模具。 CrWMn 钢的热处理工艺为：淬火温度 820~840 油冷 ，回火温度 200 ，硬度 60~62HRC 。 9Mn2V 钢的热处理工艺为：淬火温度 780~820 油冷 ，回火温度 150~200 ，空冷，硬度 60~62HRC 。注意 回火温度在 200~300 范围有回火脆性和显著体积膨胀，应予避开。 ??? Cr12 和 Cr12MoV 为高碳高铬钢，耐磨性较高，淬火时变形很小，淬透性好，可用于大批量生产的模具，如硅钢片冲裁模。但该类钢种存在碳化物不均匀性，易产生碳化物偏析，冲裁时容易出现崩刃或断裂。其中， Cr12 含碳量较高，碳化物分布不均比 Cr12MoV 严重，脆性更大一些。 ??? Cr12 型钢的热处理工艺选择取决于模具的使用要求，当模具要求比较小的变形和一定韧性时，可采用低温淬火、回火（ Cr12 为 950~980 淬火， 150~200 回火； Cr12MoV 为 1020~1050 淬火， 180~200 回火 ）。 若要提高模具的使用温度，改善其淬透性和红硬性，可采用高温淬火、回火 （ Cr12 为 1000~1100 淬火， 480~500 回火； Cr12MoV 为 1110~1140 淬火， 500~520 回火 ）。 ??? 高铬钢在 275~375 区域有回火脆性，应予避免。 常用模具新钢种