模具材料及表面处理技术实验指导书.docVIP

《模具材料及表面处理技术》 实 验 指 导 书 姓名 班级 学号 南京农业大学工学院机械工程系 材料成型及控制工程教研室 2006年11月 目 录 实验一 冷作模具材料选用实训 1 实验二 热作模具材料选用实训 5 实验三 塑料模具材料选用实训 9 实验一 冷作模具材料选用实训 一、实验目的 1．正确分析模具使用条件，合理选用适当的模具材料。 2．掌握常用冷冲压模具钢的热处理工艺。 二、实验原理 1．模具材料的选用 模具材料对模具的正常使用、模具使用寿命和模具成本的影响很大。选材时应综合考虑模具的种类、产品的批量、制件材料和制件复杂程度等因素。而对于模具材料本身，则要考虑它的力学性能、耐磨性、耐热性、热变形、淬透性、机械加工性、价格和供货情况等。 1) 满足模具的使用性能要求 根据实际使用条件，综合考虑模具的工作条件、模具结构、尺寸和生产批量等，确定模具材料应具备的主要性能指标，以满足主要的几个性能要求来选择模具材料。 工作条件：承受大负荷的重载模具，应选用高强度材料：承受强烈摩擦和磨损的模具，应选用硬度高、耐磨性好的材料；承受冲击负荷大的模具，应选用韧性高的材料。 模具结构、尺寸：形状复杂、尺寸精度要求高的模具，应选用微变形材料； 结构复杂、尺寸较大的模具，宜采用淬透性好、变形小的高合金材料，或制成镶拼结构。 生产批量：对于小批量生产或新产品试制，可选用一般材料如碳素钢；当生产批量大或自动化程度高时，宜选用高合金钢或钢结硬质合金等材料。 2）考虑模具材料的工艺性能 模具材料一般应具有优良的锻造性能与切削加工性能，即锻造的温度范围宽，容易被切削加工。对尺寸较大、精度较高的重要模具，还要求有较好的淬透性，较小的氧化脱碳和淬火变形、开裂倾向等。对要焊接加工的模具，材料应有较好的焊接性。 3）经济性 模具材料发展很快，品种在不断增多，材料选用应结合实际条件，在满足前两项要求的前提下，尽可能选用价格低廉的一般材料，少用特殊材料；多用贷源丰富、供应方便的材料，少用或不用稀缺和贵重材料。 2．热处理组织评定 1）退火组织的评定 不同的钢类，退火组织有不同的评定级别。 碳素工具钢：按GBl298—86第一级别图进行评定。标准中的退火珠光体分为6级。当钢材截面尺寸不大于60mm时，T7—T9钢合格级别为1-5级；T10—T13钢为2—4级。 合金工具钢： 2）碳化物不均匀性 碳素工具钢：GB--86规定，除了T7和T8钢只检查珠光体外，其它碳素工具钢既要检查珠光体，还要检查碳化物网状分布。标准中采用第二级别图，分为4级。对于截面尺寸不大于60mm的钢材，合格级别不大于2级，大于60-100mm时，则不大于3级。 合金工具钢：GBl299--85CrMn、CrWMn、Crl2 等钢，除了检查退火组织外，还应按第2级别图(网状碳化物)评级，当尺寸不大于60mm时，网状碳化物应小于3级。Crl2类型钢有大量的共晶碳化物，是影响使用性能的主要因素，对Crl2型’的莱氏体模具钢，GBl299--85专门规定了按尺寸规格的共晶碳化物的不均匀度的合格级别。 3）晶粒度 测定方法可按GB6394--86的规定进行。 8 ~ 9级：中碳低合金模具钢，如5CrNiMo、5CrMnMo、4CrMnSiMoV等； 9 ~ 10级：中合金钢、过共析钢，如T8~T12、9Mn2V、CrWMn、4Cr5MoSiV1、3Cr2W8V； 10~ 11级：高合金模具钢和高速钢，如Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1 三、主要仪器及材料 1．真空热处理炉 2台 2．洛氏硬度计 3台 3．金相预磨机 5台 4．金相抛光机 10台 5．金相显微镜 15台 6．常用的冷冲压模具钢（预先实施锻造） 若干 四、实验方法与步骤 1．根据指导教师给定的图纸，按要求分析模具的工作条件、结构、尺寸和生产批量等基本信息。 2．结合冷作模具材料选用的原则，初步选择适当的冷冲压模具钢品种。 3．按照设计图纸对模具材料的硬度要求，合理编制热处理工艺，主要包括球化退火处理、淬火和回火处理。 4．对选定的模具钢块在真空热处理中进行热处理。 5．用洛氏硬度计检验所采用热处理工艺处理的模具钢块的硬度是否符合要求。 6．将所处理的模具钢块制成金相试样，在金相显微镜下观察其显微组织，进一步评定