冷作模具钢及热处.ppt

第2章 冷作模具钢及热处 2.1冷作模具钢的性能要求及分类 2.2冷作模具钢性能介绍 2.3冷作模具钢的选用 2.4冷作模具钢的锻造与基本热处理技术 2.1冷作模具钢的性能要求及分类 2.1.1冷作模具的性能要求 1.模具的耐磨性 冷作模具在工作时，表面与坯料之间会产生许多次摩擦，模具必须在这种情况下仍能保持较低的表面粗糙度值和较高的尺寸精度，以防早期失效。由于模具材料的硬度和组织是影响模具耐磨性能的重要因素，因此为了提高冷作模具的抗磨性能，通常要求模具硬度高于加工件硬度30%～50%，材料的组织为回火马氏体或下贝氏体，其上分布均匀、细小的粒状碳化物。要达此目的，模具钢中碳的质量分数一般都在0.60%以上。 2.1冷作模具钢的性能要求及分类 2.模具的韧性 模具材料的韧性，要根据模具工作条件来决定。对于受强烈冲击载荷的模具，如冷作模具的凸模和冷镦模具等，因受冲击载荷较大，需要高的韧性；对于一般工作条件下的冷作模具，通常受到的是小能量多次冲击载荷的作用，模具的失效形式是疲劳断裂，因此模具不必具有过高的冲击韧度值。 3.模具的强度 模具的强度是指模具零件在工作过程中抵抗变形和断裂的能力。强度指标是冷作模具设计和材料选择的重要依据，主要包括拉伸屈服点和压缩屈服点等。 2.1冷作模具钢的性能要求及分类 屈服点是衡量模具零件塑性变形抗力的指标，也是最常用的强度指标。为了获得高的强度，在模具制造过程中应选择合适的模具材料，并通过适当的热处理工艺来达到其要求。 4.模具的抗疲劳性能 冷作模具通常是在交变载荷的作用下发生疲劳破坏的，因此为了提高模具的使用寿命，需要有较高的抗疲劳性能。导致模具疲劳失效的因素有钢中带状和网状碳化物、粗大晶粒；模具表面有微小刀痕、凹槽及截面尺寸变化过大和表面脱碳等。 2.1冷作模具钢的性能要求及分类 5.模具的抗咬合性 当冲压材料与模具表面接触时，在高压摩擦下润滑油膜被破坏，此时被冲压件金属-“冷焊”在模具型腔表面形成金属瘤，从而在成形工件表面划出道痕。咬合抗力就是对发生“冷焊”的抵抗力.影响咬合抗力的主要因素是成形材料的性质，如镍基合金、奥氏体不锈钢和精密合金等有较强的咬合倾向。模具材料及润滑条件也对抗咬合性有较大的影响。 2.1.2冷作模具钢的工艺性能要求 根据模具生产厂家统计，在模具制造中模具的工艺性能是影响模具成本的一个重要因素， 2.1冷作模具钢的性能要求及分类 特别是小型精密复杂模具，模具材料费用占总成本的10%～20%，而机械加工、热处理、装配和管理费用等要占总成本的80%以上.冷作模具的工艺性能要求有可锻性、可加工性、可磨削性和热处理工艺性能等。 1.可锻性 锻造不仅减少了模具材料的机械加工余量，节约钢材，而且改善了模具材料的内部缺陷，如碳化物偏析、减少有害杂质、改善钢的组织状态等。为了获得良好的锻造质量、对可锻性的要求是：热锻变形抗力低、塑性好、锻造温度范围宽，锻裂、冷裂及析出网状碳化物的倾向性小。 2.1冷作模具钢的性能要求及分类 2.可加工性 对可加工性的要求是：切削力小、切削量大、刃具磨损小以及加工后模具表面光洁。冷作模具钢主要属于过共析钢和莱氏体钢，在大多数冷作模具钢切削加工工艺都比较困难，为了获得良好的切削加工性，需要对冷作模具钢进行正确的热处理，对于表面质量要求较高的模具可选用含S和Ca等元素的易切削模具钢。 3.可磨削性 为了保证模具具有较好的表面粗糙度和尺寸精度,大部分模具必须经过磨削加工.对可磨削性的要求是：对砂轮质量及冷却条件不敏感,不易发生磨伤和磨裂.改善模具钢的可磨削性,可以通过在炼钢过程中加入变质剂如（Si、Ca和稀土元素）等。 2.1冷作模具钢的性能要求及分类 4.热处理工艺性能 热处理工艺性能主要包括：淬透性、淬硬性、耐回火性、过热敏感性、氧化脱碳倾向、淬火变形和开裂倾向等。 2.1.3冷作模具钢的分类 冷作模具一直是应用广泛的一类模具，其产值占模具产值的1/3左右，采用的材料也很广泛，从各种碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、基体钢、硬质合金、钢结硬质合金、粉末高速工具钢和粉末高合金模具钢!直到结构钢、锌合金和增强塑料等。常用的冷作模具钢的分类见表2-1 2.2冷作模具钢性能介绍 2.2.1低淬透性冷作模具钢 低淬透性冷作模具钢中，使用最多的是碳素工具钢和GCr15轴承钢.表2-2是几种典型碳素工具钢和GCr15轴承钢的成分和相对性能. 1.T8、T8A钢 T8钢淬火加热时容易过热，变形也大，塑性及强度也比较低，不宜制造承受较大冲击的工具；但价格便宜、材料来源广、热处理温度低，热处理后有较高的硬度及耐磨性，因此多用来制造切削刃口在工作时不变热的工具，形状简单的冷作模具（如冲模等）及热固性塑料压缩模等。 2.2冷作模具钢性能介绍 2.T10、T10A钢 T10、T10