项目3 热作模具材料

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模具材料三大热处理表面淬火、退火工艺、正火工艺区别

模具材料三大热处理表面淬火、退火工艺、正火工艺区别大家抢先下载
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表面淬火? 钢的表面淬火有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表பைடு நூலகம்层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。? 感应加热表面淬火感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热。感应加热表面淬火与普通淬火比具有如下优点：1.热源在工件表层，加热速度快，热效率高2.工件因不是整体加热，变形小3.工件加热时间短，表面氧化脱碳量少4.工件表面硬度高，缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。有利于发挥材料地潜力，节约材料消耗，提高零件使用寿命5.设备紧凑，使用方便，劳动条件好6.便于机械化和自动化7.不仅用在表面淬火还可用在穿透加热与化学热处理等。? 感应加热的基本原理将工件放在感应器中，当感应器中通过交变电流时，在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场，在工件中相应地产生了感应电动势，在工件表面形成感应电流，即涡流。这种涡流在工件的电阻的作用下，电能转化为热能，使工件表面温度达到淬火加热温度，可实现表面淬火。? 感应表面淬火后的性能1.表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高 2～3 个单位（HRC）。2.耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。3.疲劳强度：高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。一般硬化层深δ＝（10～20）％D。较为合适，其中D。为工件的有效直径。

热作模具钢的性能及热处理规范

常用的热锻模用钢主要有：5CrMnMo、 5CrNiMo、4CrMnSiMoV等，此外还有国内近年来研制的新钢种，如4SiMnMoV、5Cr2NiMoVSi、 45Cr2NiMoVSi等。其中45Cr2NiMoVSi是应用比较成熟的高强韧大截面锤锻模具钢。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
高温淬火温度为890 ~ 910℃，油冷，淬火硬度为61.5HRC。淬火后组织为板条马氏体 + 体积分数为9.2％左右的残留奥氏体，晶粒度为7 ~ 8级。
回火温度为420 ~ 550℃，回火2次，硬度为38 ~ 47HRC。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
④等温淬火工艺。热锻模加热油淬，当模具表面温度冷到150 ~ 200℃时，即带温转入280 ~ 300℃的等温槽，保温2 ~ 3 h。由于淬火时先获得少量马氏体 + 下贝氏体 + 残留奥氏体组织，回火后马氏体转变为下贝氏体组织。该工艺减少了模具的开裂，模具的使用寿命显著提高。例如 5CrNiMo钢法兰盘模具，普通淬火模具寿命是 8500件，等温淬火模具寿命为13000件。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
2）预备热处理
等温退火工艺：加热温度为840 ~ 860℃，
保温2 ~ 4 h；等温温度为700 ~ 720℃，保温
4 ~ 8 h，炉冷至500℃以下出炉空冷。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
3）淬火及回火
①推荐的淬火规范：淬火温度为860 ~ 880℃，油冷，硬度为56 ~ 58HRC。不同温
料成形的模具，包括锤锻模、压力机锻模、热镦模、精锻模和高速锻模等，其中锤锻模最有代表性。

热作模具

热挤压模主要承受压缩力和弯曲应力，脱模时还承受一定的拉应力，但冲击力不大。模具与炽热金属接触时间比锤锻模长，使其受热温度比锤锻模温度更高，尤其是挤压钢件和难熔金属时，工作温度高达600-800℃。挤压过程中模具表面与坯料之间的摩擦较大。
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第三节热作模具钢
2、热挤压模（2）失效形式
热挤压模的主要失效形式是模腔过量塑性变形、开裂、冷热疲劳、热磨损及表面氧化腐蚀。
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第三节热作模具钢
1、低耐热高韧性钢常用钢种有：5CrNiMo、5CrMnMo、
4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi等。成分特点：碳含量在0.4％-0.6％之间。为提高淬透性和热强性，加入合金元素Cr、Ni、Mn、Si、Mo、 V。属亚共析钢或接近共析钢。性能特点：淬透性高；有一定回火稳定性和高温强度，可在500-600 ℃以下抗热使用，但相对其它热模钢，其耐热性较低；冲击韧度高、疲劳强度高，属高韧性钢。主要用于锤锻模。
第三节热作模具钢热作模具主要用于热变形加工和压力铸造的模具。其工作特点是在再结晶温度以上使金属材料产生一定的塑性变形，或者使高温的液态金属铸造成形，从而获得各种所需形状的零件或精密毛坯。
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第三节热作模具钢
一、热作模具的分类:
根据加工形式，热作模具可分为热冲切模（热切边模、热切料模）、热变形模（锤锻模、高速锤锻模、压力机锻模、热挤压模）和压铸模（铝合金压铸模、铜合金压铸模、黑色金属压铸模等）。
性能特点：耐热性好，即有较高的高温强度和高温硬度，可在600-700 ℃高温下使用。具有高耐磨性。但塑性韧性、抗冷热疲劳性能显著低于 5%Cr的热模钢。淬透性好，小于150mm的模具空冷也能淬透，硬度高达55-62HRC，具有强烈的二次硬化、抗回火软化能力强、抗疲劳性好。

高导热高热强热作模具钢的热湿性能分析

高导热高热强热作模具钢的热湿性能分析热作模具钢是一种用于制造高温工作环境下工具和模具的特种钢材，对于模具制造行业的发展起着至关重要的作用。

在模具的使用中，由于工作环境的特殊性和高温、高压的作用，模具钢需要具备较好的高导热性和高热强性能，以确保模具在使用过程中具有稳定的性能和较长的使用寿命。

热导热性是热作模具钢重要的性能指标之一。

热导热性是指物质在温度梯度下传导热量的能力，越高的热导热性能意味着更好的热传导能力，能够更快地将热量传递到模具表面，提高散热效果，避免因局部过热引起的热应力和热膨胀问题。

高导热性对于高温工作环境下的模具尤为重要，能够提高模具的工作效率和使用寿命。

热强性是另一个重要的性能指标。

在高温工作环境中，模具钢需要具备较好的抗高温氧化、抗高温变形和抗高温疲劳开裂等性能，以确保模具在长时间高温下不变形、不断裂和不脱落，保持稳定的形状和尺寸精度。

高热强性能可以保证模具在高温环境中长期稳定使用，并且能够承受较大的压力和变形，避免因高温引起的破损和寿命降低。

同时，由于许多模具在工作过程中会与水或其他液体接触，热作模具钢还需要具备良好的热湿性能。

热湿性能指材料在高温和潮湿环境中的耐腐蚀性能和稳定性能。

由于水或其他液体的存在，高温下材料容易发生氧化腐蚀、腐蚀变形等问题，因此需要选择具备较好的热湿性能的热作模具钢。

热湿性能的优越性能可以延长模具的使用寿命，降低维修成本。

为了达到高导热、高热强和良好的热湿性能，研发人员通常会采取各种手段对热作模具钢进行改进。

首先，在原材料选择上，可以通过调整化学成分来提高材料的导热性和热强性能。

例如，添加导热元素，如铝、镍、铜等，可以显著提高材料的热导热性能；而合理控制碳含量、磷含量、硫含量等元素，则可以提高材料的热强性能。

此外，通过采用精细晶粒化处理、合理的淬火和回火工艺等手段，可以进一步提高材料的导热性和热强性能。

其次，在热处理过程中，可以采用高温回火、多次回火等工艺来改善材料的热强性能。

模具材料及表面处理课后习题部分答案

1、模具及模具材料一般可以分哪几类答：按照模具的工作条件分三类：冷作模具、热作模具、成形模具模具材料分类：（1）模具钢：冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢（2）其他模具材料：铸铁、非铁金属及其合金、硬质合金、钢结硬质合金、非金属材料2、评价冷作模具材料塑性变形抗力的指标有哪些这些指标能否用于评价热作模具材料的塑性变形抗力为什么答：评价冷作模具材料塑性变形抗力的指标主要是常温下的屈服点σs或屈服强度σ；不能评价；因为评价热作模具材料塑性变形抗力的指标应为高温屈服点或高温屈服强度，热作模具的加工对象是高温软化状态的材料，所受的工作应力要比冷作模具小得多。

3、反映冷作模具材料断裂抗力的指标有哪些答：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等；4、磨损类型主要有哪些答：磨料磨损、粘着磨损、氧化磨损、疲劳磨损；5、模具失效有哪几种形式模具失效分析的意义是什么答：失效形式：断裂、过量变形、表面损伤、冷热疲劳；失效分析意义：模具的失效分析是对已经失效的模具进行失效过程的分析，以探索并解释模具的失效原因，其分析结果可以为正确选择模具材料、合理制定模具制造工艺、优化模具结构设计以及模具新材料的研制和新工艺的开发等提供有指导意义的数据，并且可预测模具在特定使用条件下的寿命。

第二章冷作模具材料6、冷作模具钢应具备哪些使用性能和工艺性能答：（1）使用性能：良好的耐磨性、高强度、足够的韧性、良好的抗疲劳性能、良好的抗咬合能力；（2）工艺性能：可锻性、可加工性、可磨削性、热处理工艺性；热处理工艺性包括：淬透性、回火稳定性、脱碳倾向、过热敏感性、淬火变形与开裂倾向等。

7、比较低淬透性冷作模具钢与低变形冷作模具钢在性能、应用上的区别。

答：低淬透性冷作模具钢：（1）碳素工具钢：性能：锻造工艺性好，易退火软化，热处理后有较高的硬度和耐磨性。

缺点：淬透性低，热硬性、耐磨性差，淬火温度范围窄；应用：适宜制造尺寸较小，形状简单，受载较轻，生产批量不大的冷作模具。

热加工模具的材料选择及热处理

热加工模具的材料选择及热处理随着社会的发展，科学的发展，热加工用模也有了很迅速的发展。

本毕业设计从理论与实践的角度对热加工模模具进行阐述，针对热加工模用料及热处理进行分析，从以下几方面进行论述：热加工类模具用钢的材料分析热加工模是工业产品生产中不可缺少的工艺方法之一。

它主要用于制造业和加工业。

它是和冲压、锻造、铸造成型机械，同时和塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料制品成型加工用的成形机械相配套，作为成形工具来使用的。

热加工模具属于精密机械产品，因为它主要由机械零件和机构组成，如成形工作零件（凸模、凹模），导向零件（导柱、导套等），支承零件（模座等），定位零件等；送料机构，抽芯机构，推料机构，检测与安全机构等。

为提高模具的质量，性能，精度和生产效率，缩短制造周期，其零、部件（又称模具组合），多由标准零、部件组成。

所以，模具应属于标准化程度较高的产品。

一副中小型冲模或塑料注射模，其构成的标准零、部件可达90%，其工时节约率可达25%~45%。

一、热加工用模模具的功能和作用现代产品生产中，热加工模具由于其加工效率高，互换性好，节约原材料，所以得到很广泛的应用。

现代工业产品的零件，广泛采用冲击、成型锻造、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其他成形加工方法，和成形模具相配套，经单工序或多道成形工序，使材料或胚料成形加工成符合产品要求的零件，或成分精加工前的半成品件。

如汽车覆盖件，须采用多副模具，进行冲孔、拉深、翻边、弯曲、切边、修边、整形等多道工序，成形加工为合格零件；电视机外壳洗衣机内桶是采用塑料注射方法，经一次注射成型为合格零件的；发动机的曲轴连杆是采用锻造成形模具，经滚锻和模锻成形加工为精密机械加工前的半成品胚件的。

高精度、高效率、长寿命的冲模、塑料注射成形模具，可成形加工几十万，甚至几千万产品零件，如一副硬质合金模具，可冲压硅钢片零件（E型片、电机定转子片）上亿件，称这类模具为大批量生产用模具。

适用于多品种、少批量或产品试制的模具有：组合冲模、快换冲模、叠层冲模或成型冲模，低熔点合金成型模具等，在现代加工业中，具有重要的经济价值，称这类模具为通用、经济模具。

工模具材料分类及其应用

工模具材料分类及其应用工模具是国民经济各部门重要的工艺装备，加工工件需要刀具，夹持工件需要夹具，检验工件尺寸精度需要量具，工件成形需要模具，机械各行业与工模具都息息相关。

材料是基础，没有好的材料要想造出好的工模具是不可能的；有了好材料，没有精湛的热处理技术，同样生产不出高质量、长寿命的工模具。

（1）刀具材料人类历史上最早使用的金属刀具应该是铜质刀具，早在公元前2700年至公元前1900年我国就出现了黄铜锥和纯铜的锥、钻、刀等。

18世纪后期，随着蒸汽机等机器的出现，整体高碳钢刀具得以应用。

1898年，美国的泰勒和怀特发明高速工具钢（高速钢）。

1923年，德国施勒特尔发明了硬质合金。

在当时的条件下，碳钢刀具的切削速度约为5m/min，高速钢刀具切削速度约为20～30m/min，并且，被加工件的表面质量和尺寸精度也得到了相应提高。

在20世纪30年代以后，非金属材料刀具出现了，德国德古萨公司取得了关于陶瓷刀具的专利。

1957年，美国GE公司压出立方氮化硼（CBN）单晶粉。

人造金刚石（PCD）的研究始于1940年，1954年美国正式宣告研制成功。

这些材料发展很快，以后相继研制、生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼（PCBN）刀片。

我国于20世纪60年代，研制成功了单晶CBN、PCBN和PCD。

由于这类刀具材料具有超常硬度，所以可以加工包括淬硬钢、硬质合金等难加工材料，使刀具实现了切削速度在500m/min以上的高速切削。

刀具材料的发展对促进国民经济的发展发挥着不可估量的作用。

在已过去的20世纪里，由于刀具材料的不断进步，使刀具的切削效率提高了150多倍。

目前市售的刀具材料主要是高速钢和硬质合金。

国内市场上，高速钢刀具产值占据总量的60%左右，硬质合金刀具产值大约占总量35%；在美国、德国和日本等工业发达国家，硬质合金刀具要占70%左右。

展望未来，刀具材料无疑是硬质合金的天下。

（2）量具材料GB/T 1299—2014《工模具钢》中列出6种量具刃具用钢。

模具材料——精选推荐

1、热作模具材料一般选用导热率较高的合金钢制造。

( )2、可将热作模具材料分为低、中、高耐热钢等。

( )3、热作模具材料具有低的热疲劳抗力。

( )4、5GrNiMo是从20世纪60年代应用至今的。

( )5、5GrNiMo钢锻造后一般用沙冷。

( )6、5GrNiMo钢的热强性和耐磨性不如高强度热作模具钢。

( )7、5GrMnMo钢的强度低于5GrNiMo钢。

( )8、5GrMnMo钢的淬透性级韧性低于5GrNiMo钢。

( )9、5GrMnMo钢可用于工作温度高于500度的其他小型热作模具。

( )10、4Gr5MoSiV钢简称H12钢。

( )11、4Gr5MoSiV钢的热强性和耐磨性都较高，是制作锻模的好材料。

( )12、4Gr5MoSiV钢的碳含量不高，热塑性较好，易于制造和轧制。

( )13、4Gr5MoSiV1钢简称H13钢。

( )14、H13钢与H11钢相比，它的含V量较高，热强性和热稳定性高于H11钢。

( )15、4Gr3Mo2NiVNbB钢简称HD钢。

( )16、HD钢用于铜合金管材挤压模和穿孔针。

( )17、3Gr2W8V是最早用于制作模具的热作模具钢。

( )18、3Gr2W8V是最早的钨系热作模具钢。

( )19、RM2钢用于制作小截面热挤模、高速锻模。

( )21、GR钢的热疲劳抗力、热稳定性明显低于3Gr2W8V。

( )23、奥氏体型热作模具钢的温度大于650时，硬度、强度急剧上升。

( )24、由于钢材压铸时的温度很高，一般采用导热很好的铜合金压锻模。

( )25、热压锻模对冲击韧度与淬透性的要求不及热锻模高。

( )26、012Al钢的热疲劳性不如3Gr2W8V好。

( )27、012Al钢一般用于军品壳体热挤压凸模。

( )28、CG—2钢是一种冷热兼用的基体钢。

( )29、HM3钢种加于了微量元素铌，使钢具有更高的抗回火稳定性。

( )30、PH钢用于制造齿轮模，模具寿命比H11钢提高一倍。

模具工程材料第3章热作模具钢

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3.2 高韧性热作模具钢
3.工艺性能 (1)锻造锻坯加热温度1100℃~1150℃，开锻温度 1050℃~1100℃，终锻温度800℃~850℃，砂冷或坑冷 (2)退火退火工艺曲线如图3-1、图3-2所示。 (3)淬火、回火工艺淬火预热温度600 ℃ ~650 ℃ ，加热温度830 ℃ ~860 ℃ ，油淬。回火工艺见表3-5。
3.2.4 3Cr4MoWVNi
该钢具有二次硬化效应，经600°C回火后，仍能保持较高的硬度（45-50HRC），回火温度高于620°C后硬度才急剧下降，因而其稳定性较高。 1.临界点该钢的临界点为Ac1 816℃、Ac3 833℃和Ms 68℃ 2.力学性能 3Cr2MoWVNi钢室温及高温力学性能见表3-9。
(4)回火大型锻模回火温度620℃~660 ℃ ，硬度38~42 HRC; 中型锻模回火温度610 ℃ ~630℃，硬度41~44 HRC;小型锻模回火温度470℃~610 ℃ ，硬度38~ 42 HRC
4.实际应用此钢适用于大、中型锻模，也适用于中、小型锻模。
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3.2 高韧性热作模具钢
第3章热作模具钢
3.1 热作模具钢的分类及钢号 3.2 高韧性热作模具钢 3.3 高热强性热作模具钢 3.4 高热韧性热作模具钢 3.5 热作模具钢热处理 3.6 陶瓷型精铸锻造模具及热处理 3.7 铸钢堆焊制模和电渣熔铸模具及热处理
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3.1 热作模具钢的分类及钢号
3.1.1 热作模具钢的分类
热作模具钢按用途可以分为热锻模用钢、热挤压模用钢和压铸模用钢，有可细分为锤锻模用钢、机锻模用钢、热挤压模用钢、热锻模用钢、热冲裁模用钢和压铸模用钢。
3.工艺性能 (1)锻造钢坯锻造加热温度1 100℃~1 150℃，开锻温度 1050℃~1 100℃，终锻温度800℃~850℃、锻后缓冷 (坑冷或砂冷)，注意防止模具开裂。

冷作模具钢和热作模具钢

冷作模具钢和热作模具钢冷作模具钢和热作模具钢是常见的两种模具钢材料，它们在模具制造和使用过程中具有不同的特点和应用领域。

本文将详细介绍冷作模具钢和热作模具钢的特点、性能以及应用方面的差异。

一、冷作模具钢1. 特点：冷作模具钢主要用于制造在室温下工作的模具，具有以下特点：- 冷硬性好：冷作模具钢经过冷处理后，具有良好的硬度和耐磨性，能够在较大的应力下工作。

- 优异的加工性能：冷作模具钢具有较好的加工性能，可以进行切削、钻孔、铣削等加工操作。

- 耐腐蚀性：冷作模具钢在常温下具有较好的耐腐蚀性能，不易受到氧化和腐蚀的影响。

- 适用范围广：冷作模具钢适用于制造各种冲压模具、剪切模具、切割刀具等。

2. 性能：冷作模具钢的性能主要取决于其合金化元素和热处理工艺。

一般来说，冷作模具钢具有以下性能：- 高硬度：常见的冷作模具钢具有较高的硬度，一般在50~62 HRC 之间，能够满足模具在工作时对硬度的要求。

- 良好的耐磨性：冷作模具钢经过冷处理后，具有良好的耐磨性能，能够在长时间的使用中保持较低的磨损率。

- 优异的韧性：冷作模具钢在冷处理后保持一定的韧性，能够在受到冲击或振动时不易断裂。

- 较好的切削性能：冷作模具钢具有较好的切削性能，能够在切削过程中减小刀具的磨损。

3. 应用：冷作模具钢广泛应用于各种模具制造和加工领域，其主要应用包括：- 冲压模具：冷作模具钢制成的冲压模具能够在冷压过程中保持较高的硬度和耐磨性，具有较长的使用寿命。

- 塑料模具：冷作模具钢制成的塑料模具具有较好的切削性能，能够在制造塑料制品时保持较高的精度和表面光洁度。

- 剪切刀具：冷作模具钢制成的剪切刀具能够在剪切过程中保持较好的耐磨性和稳定性，具有较长的使用寿命。

二、热作模具钢1. 特点：热作模具钢主要用于制造在高温下工作的模具，具有以下特点：- 耐高温性：热作模具钢具有较高的耐高温性能，能够在高温环境下工作而不失去硬度和耐磨性。

- 较好的塑性：热作模具钢具有较好的塑性，能够在高温下承受较大的应力而不易产生塑性变形。

模具的材料

模具的材料模具是制造工业产品常用的一种工具，在各个行业中广泛应用，其材料选择直接影响着模具的质量和使用寿命。

下面将介绍几种常见的模具材料。

1. 钢材钢材是模具制造中最常用的材料之一，其硬度高、耐磨、耐腐蚀性强，适用于生产高强度、高精度的模具。

常见的钢材有：冷作模具钢、热作模具钢、高速钢等。

冷作模具钢常用于制造冲模、切削冲头等模具；热作模具钢适用于高温热压、塑料模具等；高速钢适用于制造切削工具，如铣刀、刀头等。

钢材的主要优点是强度高，耐磨性好，但成本相对较高。

2. 铝合金铝合金是一种轻质、高强度的模具材料，常用于制造小型、精密模具。

铝合金具有良好的导热性和导电性，便于散热，因此适用于制造注塑模具、压铸模具等。

与钢材相比，铝合金的成本较低，但硬度和耐磨性较差，容易变形和磨损。

3. 石墨石墨是一种特殊的模具材料，具有较好的自润滑性和导热性。

石墨具有低摩擦系数，能有效减少摩擦磨损，适用于制造高精度、高速冲压模具、连续铸造模具等。

此外，石墨导热性能好，可快速散热，有利于提高模具使用寿命。

然而，石墨的强度较低，易于磨损和断裂，需要在使用过程中特别注意。

4. 聚合物材料聚合物材料是近年来发展起来的一种模具材料，其主要优点是成本低、加工性能好、重量轻等。

聚合物材料适用于制造小型、简单的模具，如注塑模具、压铸模具等。

然而，聚合物材料的硬度和强度较低，不适合制造大型、复杂的模具。

总的来说，模具的材料选择应根据具体的模具类型、生产需求和成本等因素综合考虑。

不同材料具有不同的特点和适用范围，合理选择合适的模具材料可以提高模具的质量和使用寿命，同时降低生产成本。

高导热高热强热作模具钢的热性能研究

高导热高热强热作模具钢的热性能研究引言热作模具钢是一种在工业生产中广泛使用的材料，其在高温和高压环境下能够保持较高的强度和稳定性。

然而，随着工业生产对产品质量和效率的不断提升，对于热作模具钢的热性能也提出了更高的要求。

本文将对高导热高热强热作模具钢的热性能进行深入研究，以探索其在工业生产中的应用潜力。

导热性能在热作模具的使用过程中，导热性能是一个重要的性能指标。

高导热性能可以提高热传导效率，从而提升模具的加工效率和产品质量。

为了研究导热性能，我们可以通过测量材料的热导率来评估其导热能力。

高导热能力的热作模具钢通常具有较高的热导率，这意味着它能够迅速传递热能，提高加工效率。

劣化温度高热强度是热作模具钢的重要性能之一。

在高温和高压环境下，模具钢材料可能会失去强度并发生劣化。

为了研究高热强度，可以通过测量其热膨胀系数和热震稳定性来评估它在高温环境下的表现。

高导热高热强度的热作模具钢通常表现出较低的热膨胀系数和良好的热震稳定性，从而保证其在高温环境下的稳定性和耐用性。

热疲劳性能在热作模具的使用过程中，由于频繁的热循环作用，材料会发生热疲劳现象。

热疲劳是指在高温环境下由于周期性的热循环引起的材料变形和破裂。

为了研究热疲劳性能，可以进行热疲劳实验来模拟实际使用条件下的热循环。

高导热高热强度的热作模具钢通常具有较低的热膨胀系数和较好的热疲劳性能，从而能够在频繁的热循环作用下保持稳定的形态和性能。

材料设计与改性为了提高高导热高热强热作模具钢的热性能，材料设计和改性是一种常见的方法。

通过选择合适的合金元素和处理工艺，可以改善材料的热导率和热强度。

例如，添加导热性能较好的合金元素，如铜和铝，可以显著提高材料的导热性能。

同时，通过合适的热处理工艺，例如热处理和表面涂层等，也可以改善材料的热性能。

结论高导热高热强热作模具钢的热性能是其在工业生产中应用的关键因素之一。

通过对导热性能、热强度和热疲劳性能的研究，可以评估材料在高温和高压环境下的表现。

热加工模具的材料选择及热处理

热加工模具是工业产品生产中不可缺少的基本工艺方法之一。它主
杆类件，扁薄的工件，冷却快或打击次数多热加工温度低的工件收缩率为０．８～１．２％；带大头的长杆锻件，头部和杆部的冷缩塑料件一般取（０．３～Ｏ．５）％。铝合金为（Ｏ．８～１．０）％，镁合金为Ｏ．８％，钛合金为（０．５ — ０．７）％，铜合金为（１．０～１．３）％。
热加工模具的材料选择及热处理
刘嵩
燕山大学机械工程学院河北
秦皇岛０６６００４
【摘要】随着社会的进步，科学的发展，模具受到越来越广泛的应用，其适应性也越来越强，模具已成为国家制造工艺水平的标志和独立的基础工业体系。热加工模具是工业产品生产过程中不可缺少的基本工艺方法之一，主要用于制造业和加工业。本论文从理论与实践的角度对热加工模具
有限公司。
响。因此，大力推广模具生产中的新材料、新工艺和新技术，对合理选择模具材料，改进热处理工艺和表面处理工艺起到举足轻重的作用。１．３常用金属的线膨胀系数及收缩率线膨胀系数是指温度升高一摄氏度时单位材料的尺寸变化。收缩率
新。
更高的要求。模具材料性能的好坏和使用寿命的长短，将直接影响加工
产品的质量和生产的经济效益。由于影响模具使用寿命的极其重要的因素包括模具材料的种类、热处理工艺、表面处理技术，所以世界各国都
在不断的研究和开发新型模具材料，改进模具的热处理工艺，选用适当的表面处理技术，合理的设计模具结构加强对模具的维护等措施，来稳

常用模具材料

常用模具材料
常用模具材料是制造模具的必要材料，它们具有优异的强度、硬度和耐磨性，可以经受长时间高温和高压的工作环境，同时还具有良好的加工性能，可以满足模具的设计要求。

下面介绍一些常用的模具材料。

1. Cr12MoV
Cr12MoV是一种高碳高铬不锈钢，具有较高的硬度和耐磨性。

它在模具的制造中广泛应用，常用于制造对耐磨性要求较高的冲压模具、冷作模具和切削刀具。

2. H13
H13是一种热作模具钢，具有优异的耐热性和耐磨性。

它适用于制造高温工作环境下的模具，如压铸模具、热压模具和塑料注塑模具等。

3. P20
P20是一种低碳低合金工具钢，具有较高的硬度和良好的切削
加工性能。

它适用于制造冷作模具、塑料注塑模具和模具饰面等。

4. 718
718是一种高镍合金钢，具有良好的耐热性和耐腐蚀性。

它适
用于制造高温工作环境下的模具，如压铸模具和塑料注塑模具等。

5. S136
S136是一种不锈钢，具有优异的耐腐蚀性和耐磨性。

它适用
于制造对表面光洁度要求较高的模具，如光学模具、透明塑料模具和注塑模具等。

6. 45#钢
45#钢是一种低碳结构钢，具有良好的机械性能和切削加工性能。

它适用于制造低要求的冲压模具、冷作模具和切削刀具等。

除了以上几种常用模具材料外，根据具体模具的要求，还可以选择其他特殊材料，如硬质合金、陶瓷和纳米材料等。

这些材料都具有特殊的性能和应用特点，可以满足不同类型的模具制造需求。

总之，模具材料选择应综合考虑模具的工作环境、使用寿命要求和加工性能等因素，合理选择适合的材料，以确保模具的质量和性能。

模具材料分类

模具钢分类按化学成分分为：（1）碳素钢：S50C、S55C（2）合金钢：ⅰ低合金钢（≤5%）；ⅱ中合金钢（5%～10%）；ⅲ高合金钢（＞10%）。

按使用情况分为：塑胶模具钢、冷作模具钢、热作模具钢●一般塑胶模具钢以预硬态（即预调质=淬火+高温回火）供货，热作及冷作钢以退火态供货。

2、塑胶模具钢的选用◆作为塑料模具的使用情况，有种种的不同条件，模具用钢大致应满足如下的要求：（1）机械加工性能优良：塑料模具型腔的几何形状非常复杂，往往有深孔、深沟槽、窄缝等加工部位。

钢材必须具有易切削的性能。

（2）抛光性能优良：无论何种塑料模具，其型腔的允许表面粗糙度极小，几乎都要求能做到镜面光泽。

而要达到镜面光泽，主要的一点是钢材必须具有不低于38HRC的硬度，最好为40～46HRC，而达到55HRC为最佳。

要达到镜面光泽，首先钢材中的夹杂物要尽量少，而且不能有气泡存在，并且纤维组织均匀。

在大量生产中的模具，为了减少磨损，除了型腔的表面硬度以外，表面粗糙度也是重要条件。

（3）有良好的表面腐蚀加工性：有很多模具要求成形的塑件表面为各种其他物质的花纹。

如皮革纹、绸纹、布纹、精细图案等。

这就要求钢材的质地细而均匀，否则表面腐蚀的效果不佳。

（4）既要耐磨损，而且又有韧性：塑料模具是长期承受热交变负荷的，而且又是长期经受摩擦的。

如果仅考虑耐摩擦的一面而不考虑其受热交变负荷的一面，若使用冷冲模具用的高碳高合金钢制造时，必然出现韧性不足而引起开裂。

（5）淬火性能好，变形小：塑料模具特别是热固性塑料模具的型腔部分大都必须进行热处理。

这就要求钢材具有较好的淬透性和很小的变形。

一般热塑性塑料成形用模具，采用调质、预硬化等处理即可。

而热固性塑料成形用模具则必须淬硬。

（6）电火花加工性好：塑料模的凹型腔时常采用放电加工，放电加工后表面的硬化层要浅，以便于抛光。

抛光在塑料模的型腔加工中是最耗时间的。

时间长则增加成本。

目前对自动抛光的技术尚未达到实用阶段，仍然以手工抛光为主。

热作模具钢模具制作流程

热作模具钢模具制作流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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热作模具的工作条件与性能要求热作模具的工作条

（4）脱碳敏感性热作模具如果在无保护气氛下加热，其表面会发生氧化、脱碳现象，
就会使其硬度、耐磨性、使用性能和使用寿命降低。因此，要求模具钢的氧化、脱碳敏感性好。对于某些氧化、脱碳敏感性强的热作模具钢，可采用特种热处理，如真空热处理、可控气氛热处理等。
7.2 热作模具材料的选用
影响热作模具使用寿命的因素很多，如工作温度、承受的载荷、模具的形状与尺寸、被加工材料的性质、质量、成型方式等因素。选择热作模具材料要综合考虑这些因素，合理选用，并且模具钢的纯净度要高、等向性要好、经过炉外精炼和多向锻造，确保热作模具工作寿命。
7.2.2 热挤压模具用钢的选用
很多有色金属和钢的型材、管材和异型材是采用热挤压工艺成型的。
热挤压模具是在高温、高压、磨损和热疲劳等恶劣条件下服役的。热
挤压模具主要由挤压筒、冲头、凹模和心棒(用于挤压管材)等主要部件组
成。热挤压模具的工作特点是加载速度较慢，因此，型腔受热温度较高，通常可达500～800℃。对这类钢的使用性能要求应以耐磨性、高的回火稳定性和抗热疲劳性能为主。常用的热挤压模具用钢有4Cr5MoSiV， 4Cr5MoSiV1，3Cr2W8V，4Cr5W2VSi钢等。热挤压模具用钢选择见表7-3
7.2.1 锻压模具用钢的选用锤锻模用钢有两个问题比较突出 ——工作时受冲击负荷作用，故对钢的力学性能要求较高，特别是韧性要求较高; ——锤锻模的截面尺寸较大(>400mm)，故对钢的淬透性要求比较高，以保证整个模具组织和性能均匀。中、小型锤锻模多选用合金含量较低、冲击韧性高的材料，如 5CrMnMo钢; 大型及型腔复杂的锤锻模通常选用淬透性较高的钢，如 5CrNiMo钢。5Cr2NiMoVSi钢耐热疲劳性、冲击性好，适于制造大截面锤锻模具。

热作模具钢的材料

热作模具钢的材料
热作模具钢是一种在高温环境下使用的模具钢材料，具有良好的耐热性、抗热疲劳性和耐磨性。

它通常用于制造高温工作条件下的塑料模具、压铸模具、锻模和热剪模等。

热作模具钢的材料通常包括以下几个方面的内容：
1. 高温合金钢：高温合金钢是一种具有较高耐热性和抗热疲劳性能的模具钢材料。

它通常含有较高比例的合金元素，如钼、钴、镍、铬等，以提高其耐热性和耐磨性。

高温合金钢常用的牌号有H11、H13、H21等。

2. 高速钢：高速钢是一种具有良好耐磨性和高韧性的模具钢材料。

它通常含有较高比例的碳、钼、钴、钨等元素，以提高其硬度和耐磨性。

高速钢常用的牌号有M2、M35、M42等。

3. 耐热钢：耐热钢是一种具有较高耐热性和抗热疲劳性能的模具钢材料。

它通常含有较高比例的铬、钼、钴、镍等元素，以提高其耐热性和耐磨性。

耐热钢常用的牌号有P20、P21、P80等。

4. 不锈钢：不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性和抗氧化性的模具钢材料。

它通常含有较高比例的铬、镍、钼等元素，以提高其耐腐蚀性和耐磨性。

不锈钢常用的牌号有SUS420、SUS440C等。

5. 特殊合金钢：特殊合金钢是一种具有特殊性能和用途的模具钢材料。

它通常含有特殊的合金元素，如钛、锆、钽等，以满足特殊的工作条件和要求。

特殊合金钢常用的牌号有Hastelloy、Inconel等。

项目3 热作模具材料

模具材料三大热处理表面淬火、退火工艺、正火工艺区别

热作模具钢的性能及热处理规范

热作模具

高导热高热强热作模具钢的热湿性能分析

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模具工程材料 第3章 热作模具钢

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