热锻模具钢5CrMnMo热处理工艺的改进

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5CrMnMo热作模具钢

5CrMnMo 热作模具钢热作模具钢热作模具钢分类热作模具有锤锻模、压力机锻模、压铸模、热挤压模、热剪切模等。

热轧辊也可归入此类。

热作模具工作条件比冷作模具更加苛刻，受冷热反复作用，因此对模具钢的性能要求更高。

热作模具钢大体可分为高韧性和高耐热性两类。

高韧性模具钢大多用于热锻模；对于大型锤锻模，可选用在5CrNiMo基本成分上适当增加Cr、Ni、Mo、V 含量的钢种。

高耐热性模具钢可按工作温度的不同要求来选用。

对于在500～650℃使用的模具，可选用在Cr系、模具钢基础上适当增加Mo、V等二次硬化元素的钢种，如3Cr3Mo3W2V、5Cr4W5Mo2V等新型模具钢。

对于700℃以上使用的模具，可选用奥氏体耐热钢，也可选用节镍的CrMn系或CrMnNi奥氏体钢添加Mo、V等元素的钢种。

近年来发展的高铬(含Cr质量分数8%～13%)的CrNiMoV系模具钢，可提高钢的晶界抗氧性能，减少因晶界氧化而形成微裂纹。

常用热作模具用钢举例模具类型工作条件推荐用钢锤锻模整体模具 5CrMnMo，5CrNiMo，4CrMnSiMoV，5Cr2NiMoV镶块 4Cr5MoSiV1，3Cr2W8V，3Cr3Mo3W2V，4CrMnSiMoV压力机锻模整体模具 5CrNiMo，5CrMnMo，4CrMnSiMoV，4Cr5MoSiV，4Cr5W2SiV，3Cr3Mo3W2V镶拼模具镶块 4Cr5MoSiV1，4Cr5MoSiV，4Cr5W2SiV，5Cr4W2模体 5CrMnMo，5CrNiMo，4Cr2MnSiMoV热顶锻模 - 3Cr2W8V，5Cr4Mo2W2SiV，4Cr5MoSiV，5CrNiMo高速锤锻模 5CrNiMo，4Cr5MoSiV1，4Cr5MoSi热挤压模轻金属及其合金、钢及其合金的凹模、冲头、管材挤压芯棒、穿孔芯棒等5CrNiMo，3Cr2W8V，3Cr3Mo3W2V,5Cr4Mo2W2SiV，4Cr5MoSiV，4CrMnSiMoV，4Cr5MoSiV1温热挤压模 - W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2，6W6Mo5Cr4V，6Cr4W3Mo2VNb热剪切模 - 5CrNiMo，4CrMnSiMoV，4Cr5MoSiV1，6W6Mo5Cr4V，W6Mo5Cr42 中、小型热轧工作辊 - 60CrMo，50CrNiMo，50CrMnMo，9Cr，70Cr3Mo，60CrNiMo，60CrMn高韧性热作模具钢常用的高韧性热模钢在合金工具钢标准中列入的有5CrNiMo、5CrMnMo、4CrMnSiMoV三种，试用较好的钢号有5Cr2NiMoVSi、45Cr2NiMoVSi、3Cr2WMoVNi 等。

5CrMnMo型热作模具钢在热锻模具中的应用及热处理

等。冲击韧度和疲劳强度，属高韧性钢，同时还具有好的耐热性、抗氧化性和加工工艺性，属低耐热高韧
性热作模具钢。锤锻模具一般选用低耐热高韧性热作模具钢。常用钢号有５ＣｒＭｎＭ０、５ＣｒＮｉＭ０、
０．４０～０．６５Ｏ．５Ｏ～０．８０
０．８Ｏ～１．２００．８０～１．２０
１．２Ｏ～１．６０
注：以上所有钢种的ｗ ≤０．０３０、ｗｓ ≤Ｏ．０３０。
４．应对措施
补偿淬火在保证质量稳定的情况下可批量生产，具有质量稳定，操作方便，效率高，成本低，
５ＣｒＭｎＭｏ钢是传统的热锻模具钢，钢中加入Ｃｒ可以提高淬透性、高温强度和抗氧化能力；加入Ｍｏ主要是为了控制回火脆性，提高耐回火性。该钢适用于制造要求较高强度和高耐磨性的各种类型锻模（边长 ≤４００ｍｍ）。５ＣｒＮｉＭｏ钢也是传统热锻模具钢，但具有十分
Ｈ蛰
５ＣｒＭｎＭｏ型热作模具钢在热锻模具中的应用及热处理
宿州市模具热处理研究中心（安徽２３４０００）赵昌胜
热锻模具在工作过程中承受剧烈急冷、急热循环，较高的冲击载荷，复杂的多向应力，以及苛刻的摩擦、磨损。这就要求热锻模具具有较高的冲击韧度和断裂韧度，高的高温强度及高温硬度，高的热疲劳抗力，以及较高的耐回火性及抗氧化能力

提高5CrMnMo钢模具使用寿命的方法

２改变部分原热处理工艺．
改进后的热处理工艺见图３。
图１改进前模具热处理工艺
由以上材料和工艺方法生产的热锻模具寿命很低，
一
套模具通常只能生产１０５根钢轨，仅相当于国０～１０外同类模具寿命的１～１３／／，因此，５锻件成本较高，经
一
火操作不当，热电偶、仪表测温不准等问题。通过校准热电偶与仪表，严格执行原制定的热处理工艺，结果一套模具（）只能生产１０根钢轨，模具寿命没有明４件８
机加工一淬火一精加工。模具热处理工艺流程如图１
所示。
显的提高，说明这不是模具寿命低的根本原因。
松层小于渗层总厚度的１３／；温度在８０～９０ｌ５５ｃＣ，保温
时间３～５。ｈ
使用寿命的提高，总成本却大大下降，且不影响生产的
正运取了好经效益Ｇ常行，得较的济。
（０６３８２００１）
（）固体渗硼试验（２结果见表２。试验结果比较，）
８０ ×５８℃ ｈ的渗硼达到了以上要求。
表２固体渗硼试验结果
试验编号１２３４５温度 ×时问８０ × ｈ５ ℃ ３８０ × ｈ５ ℃ ５８０ ×８５℃ ｈ８０ ×３６℃ ｈ８０ × ｈ６ ℃ ５试验结果深度浅深度浅硬度低深度不够深度不够
４４３３７５６８２
４４．３８６８９
＿
３０
２９
３５

工程材料题目与答案

1. 将同一棒料上切割下来的4 块45#试样，同时加热到850°，然后分别在水、油、炉和空气中冷却，说明：各是何种热处理工艺？各获得何种组织？排列一下硬度大小：（1）水冷：淬火M（2）油冷：淬火M+T（3）炉冷：退火P+F（4）空冷：正火S+F硬度（1）＞（2）＞（4）＞（3）2. 确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的和退火后的组织：（1）经冷轧后的15 号钢板，要求降低硬度。

（2）ZG 的铸造齿轮；（3）锻造过热后的60 钢锻坯；（4）改善T12 钢的切削加工性能：答：（1）再结晶退火：目的：细化晶粒，均匀组织，使变形晶粒重新转变为等轴晶粒，以消除加工硬化，降低了硬度，消除内应力，得到P（等轴）+F（2）去应力退火：目的：消除铸造内应力，得到P+F3）完全退火：目的：细化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低了硬度，改善切削加工性，得到P+F （4）球化退火：目的：使片状渗碳体装变为球状渗碳体，降低硬度，均匀组织，改善切削1200 1 1001000 二 900 800700卜」完全退火球化退火/iTTini 左应力退火i 500 r .m t JwaimuLiLDij 性能，得到粒状P+Fe3C3.说明直径为10mm 的45钢试样分别为下列温度加热：700° C 、760° C 、840° C 、11004000,2 04 0,6 0.8 1.0 L2 1.4 %(%)4. 两个碳质量分数为 1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780° C 和900° C ，保温相同时间奥氏体化后，以大于淬火临界冷却速度的速度冷却至室温。

试分析：C 。

保温后在水中冷却得到的室温组织答:v v y x wir xj 铲敲逋灵接（1）哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？（2）哪个温度加热淬火后马氏体碳含量较多？（3）哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？（4）哪个温度加热淬火后未溶渗碳体较多？（5）你认为哪个温度加热淬火合适？为什么？答：（1）900 °C（2）900 °C（3）900 °C（4）780 °C（5）780 °C，综上所述此温度淬火后得到的均匀细小的M+颗粒状Cm+AR的混合组织，使钢具有最大的硬度和耐磨性。

5crmnmo的热处理工艺

5crmnmo的热处理工艺
5CrMnMo是一种低合金高强度钢，广泛应用于工程机械、汽车和航空航天等领域。

在制造过程中，热处理是至关重要的一个步骤，它对于提高钢材的机械性能和延长使用寿命起着至关重要的作用。

热处理工艺包括加热、保温和冷却三个步骤。

在加热阶段，需要将钢材加热到适当的温度，使其达到所需的组织状态。

对于5CrMnMo钢，通常将其加热到960摄氏度左右。

在保温阶段，需要让钢材在高温下保持一定的时间，以使其达到均匀的组织状态。

对于5CrMnMo钢，保温时间通常为1小时左右。

在冷却阶段，需要将钢材迅速冷却，以使其达到所需的硬度和韧性。

对于5CrMnMo钢，通常采用油淬或水淬的方式进行冷却。

热处理工艺对于5CrMnMo钢的机械性能有着显著的影响。

通过控制加热温度、保温时间和冷却方式等参数，可以得到不同的组织状态和硬度。

一般来说，热处理后的5CrMnMo钢具有高强度、高硬度和较好的韧性。

但是，如果热处理工艺不当，也会导致钢材的性能下降甚至出现裂纹等缺陷。

因此，在进行5CrMnMo钢的热处理时，需要仔细控制各个参数，确保钢材的组织状态和性能达到所需的要求。

同时，还需要进行严格的检验和测试，以确保钢材的质量符合标准要求。

只有通过科学的热处理工艺和严格的质量控制，才能生产出高质量的5CrMnMo
钢，满足各种工程需求。

热作模具钢的性能及热处理规范

达400 ~ 600℃；锻件取出后模腔还要用水、油或压
缩空气进行冷却，如此受到反复加热和冷却，使模具表
面产生较大的热应力。锤锻模的失效方式主要是，在交
变的热应力作用下，模具表面产生网状或放射状的热疲
劳裂纹，以及模腔磨损或严重偏载、工艺性裂纹导致模
具开裂。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
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。
热锻模用钢主要用于各种尺寸的锤锻模、平锻机锻模、大型压力机锻模等。
热锻模在工作中受到高温、高压、高冲击负荷的作用。
模具型腔与高温金属坯料（钢铁坯料约1000 ~
1200℃）相接触产生强烈地摩擦，使模具本身温度高
温2 ~ 4 h，炉冷至500℃以下出炉空冷，退火
后硬度为197 ~ 241HBS。
②锻后等温退火：加热温度为850 ~
870℃，保温2 ~ 4 h；炉冷至680℃，保温4
~ 6 h，炉冷至500℃以下出炉空冷，退火后硬
度为197 ~ 241HBS。
③锻模翻新退火：加热温度为720 ~
740℃，保温2 ~ 6 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推荐淬火、回火规范分别见表3-17、表
3-18。回火用途为消除应力，稳定组织和尺寸。
常温力学性能与回火温度的关系见表3-19。
②高温淬火、回火工艺。高温淬火可以获得
细致的板条状马氏体，强韧性较好，但超过
900℃加热淬火，冲击韧度等性能开始下降。生
（1）5CrMnMo钢
5CrMnMo钢是传统的热锻模具钢，钢中加

硼氮共渗提高5CrMnMo钢热锻模使用寿命的研究

维普资讯
生箜８期
煤
矿
机
械
・
３・９
文章编号：０３０９（０）８０３－２１０．７４２００．０９０２
硼氮共渗提高５ｒＭｏ热锻模使用寿命的研究ＣＭｎ钢
李学伟
（龙江科技学院，黑龙江鸡西１８０）黑５１５
摘要：通过对５ｒＭｏ试样进行硼氮共渗热处理工艺试验研究，定了提高５ｒＭｏＣＭｎ钢确ＣＭｎ钢制热锻模使用寿命的硼氮共渗处理工艺，与渗硼层相比较，果表明，共渗层具有更优良的耐并结其磨性和耐高温氧化性。与等温处理相比，渗后经等温处理的热锻模使用寿命可提高２倍以上。共关键词：硼氮共渗；５ｒＭｏ热锻模；耐磨性；耐高温氧化性ＣＭｎ；中图号：Ｔ１４４Ｇ７．４文献标识码：Ａ
金相试样尺寸为＋０ｎ＇ｘ８ｌｎ耐高温氧化试验试２ｌｎ，ｌ／ｎ样为１ｌ０ｎｌｎ×１ｌ０ｍｎ×１ｌ，损试样尺寸为孛００ｍｎ磨１ｌｎｘ３ｌ，氮共渗工艺采用ＢＣ为渗硼剂，ａｎ５ｌｎ硼ｌｌｌ４ＮＦ
径为１０ｍ砂纸为１０目刚玉砂纸，力为１．０ｍ，８压９６３．共渗层组织和显微硬度２
共渗和渗硼试样经三钾试剂侵蚀观察表明，其渗层均由指状ＦｅＢ相组成，共渗层表层组织相对但致密，齿平直，渗硼层中指状Ｆ２曲折模糊。硼而ｅＢ由于尿素的阻渗作用，入的尿素越多，对硼内扩加氮散的阻碍作用越明显，而使硼氮共渗层的致密度从较渗硼层为高，而共渗层显微硬度也较渗硼层稍因

热处理工艺对5CrMnMo组织性能的影响

ＥｆｅｔｆＨｅｔＴｒａｍｅｔＰｏｅｓｏｉｒｓｒｃｕｅｆｃｓｏａｅｔｎｒｃｓｎＭｃｏｔｕｔｒａｄＰｅｆｒｎｅｏＣｒｎｏｎｒｏｍａｃｆ５ＭＭ
【ｂｔｃ】ＴｅｅｅｔｏｅｈｎｉｅｔｇｔｐｒｕｅｏｑｅｃｉｎｍｃｏｍｃｒＡｓａｔｈｆｃｆｎａｃｇｈａｎｅｅａｒｆｕｎｈｇｏｉｔｔｅｒｆｓｎｉｍｔｎ］ｓｕ
热温度对模具组织性能和使用寿命的影响。
２试验材料及方法
２１试验材料．
试验用材料化学成分如表ｌ示。所
表１试验用材料化学成分（量分数％）质
Ｃ０５．５Ｓｉ０４．５Ｍｎ１４．６Ｃｒ０８．４Ｍｏ０２．６Ｐ０Ｏ．２ｌ
３试验结果
３１不同热处理状态性能测试．
锻件试块经两段充分预热，分别升至８０、５℃
９０９０、Ｏ０Ｃ、００、１０（、ｌ００％、５％Ｉ０￣１５ ℃ １０￣１５ ℃油淬＜０２６ｓ
立即出油，２％同一温度回火，５０其性能如表２所示．．
【摘要】研究了提高淬火加热温度对５ｒｎｏＣＭＭ钢组织性能的影响，获得了性能优良的板条
马氏体组织，克服了该钢常规热处理性脆、易裂、热疲劳性差、易磨损等缺陷，使提高温度
淬火的５ｒＭｏ热锻模使用寿命为常规热处理的１２倍。ＣＭｎ钢Ｎ关键词：高温淬火；板条马氏体；热锻模；５ｒＭｏＣＭｎ

5crnimo热处理工艺

5crnimo热处理工艺一、前言5CrNiMo是一种高强度合金钢，常用于制造高强度机械零件和工具。

热处理是提高5CrNiMo钢性能的重要方法之一。

本文将详细介绍5CrNiMo热处理工艺。

二、材料准备1. 5CrNiMo钢坯：应符合GB/T 3077-2015标准。

2. 焊接材料：应选择与基材相匹配的焊接材料。

3. 热处理工具：炉子、温度计、夹具等。

4. 清洁剂：清洗工件表面的油污和氧化物。

三、热处理工艺流程1. 预热将工件放入炉子中，温度逐渐升高至500℃左右，保持30分钟左右。

目的是消除残留应力和降低冷却时的变形。

2. 淬火将预热后的工件迅速放入水或油中进行淬火。

淬火温度为820-850℃，保持时间为30-60秒。

淬火后，将工件取出并晾凉至室温。

目的是使钢获得高硬度和强度，并改善其韧性。

3. 回火将淬火后的工件放入炉子中，温度逐渐升高至550-650℃，保持时间为2-3小时。

回火后，将工件取出并晾凉至室温。

目的是消除淬火过程中产生的残余应力和提高韧性。

4. 再淬火对于需要更高强度和硬度的工件，可进行再淬火处理。

再淬火温度为820-850℃，保持时间为30-60秒。

再淬火后，将工件取出并晾凉至室温。

5. 表面处理对于需要进行表面处理的工件，可采用喷砂、抛光等方法。

四、注意事项1. 清洁工作必须做好，以避免杂质进入钢材表面。

2. 热处理过程中应控制加热速率和冷却速率，以避免产生裂纹和变形。

3. 热处理后应进行硬度测试和金相组织分析，以确保钢材达到要求的性能指标。

4. 焊接前应对工件进行预热处理，并选择合适的焊接材料和焊接方法。

五、结语5CrNiMo热处理是提高钢材性能的重要方法之一。

本文介绍了5CrNiMo热处理的工艺流程和注意事项，希望对读者有所帮助。

在实际应用中，应根据具体情况进行调整和改进，以达到最佳的热处理效果。

5crnimo热处理工艺

5crnimo热处理工艺简介热处理是一种通过加热和冷却的过程来改变金属材料的物理和化学性质的方法。

5CrNiMo是一种常见的合金钢，具有优异的耐磨性、强度和耐腐蚀性。

在本文中，我们将探讨5CrNiMo热处理工艺的各个方面，包括材料的组织变化、热处理过程和参数以及工艺的影响。

材料的组织变化固溶处理固溶处理是热处理过程的第一步，通过高温加热5CrNiMo合金钢将其完全溶解，使元素均匀分布。

固溶处理温度一般在1100-1250°C之间，并保持一定时间，以确保达到充分的固溶度。

盐浴淬火盐浴淬火是5CrNiMo热处理中常用的一种淬火方法。

在盐浴中，钢件在高温下迅速冷却，使得材料的组织结构发生变化。

通过盐浴淬火，可以获得较高的硬度和强度。

回火回火是在淬火后进行的一种热处理工艺，通过加热材料到中等温度，然后保持一定时间，使材料的硬度降低，同时提高韧性。

回火温度和时间的选择对于5CrNiMo的性能起到关键作用，需要根据具体要求进行合理的选择。

热处理过程和参数热处理过程和参数对于5CrNiMo的性能起到至关重要的影响。

以下是一些常见的热处理参数。

加热温度是热处理过程中最重要的参数之一。

过高或过低的加热温度都会导致材料性能的降低。

一般来说，5CrNiMo的加热温度应在1100-1250°C之间。

保温时间保温时间是指加热到设定温度后，保持该温度的时间。

保温时间一般根据材料的尺寸和要求来确定，通常为1-4小时。

冷却速率冷却速率对材料的性能影响较大。

过快的冷却速率会导致材料产生应力和裂纹，而过慢的冷却速率则会降低材料的硬度和强度。

盐浴淬火通常可以实现较快的冷却速率。

回火温度和时间回火温度和时间的选择是根据所需的性能来确定的。

一般来说，较高的回火温度会降低材料的硬度，而较长的回火时间会提高材料的韧性。

工艺的影响5CrNiMo热处理工艺对材料的性能有着重要的影响，以下是一些常见的影响因素。

硬度和强度通过合理选择热处理参数，可以获得理想的硬度和强度。

5CrMnMo钢热锻模热处理工艺

半边模外形比较小（图ｌ所示）如，硬度要求相对
较高，一般为４～５ＨＲ或２８～３０ｄ（４～５０Ｃ．．ＨＢ４
使用寿命还与模具使用是否恰当，操作是否规范有非常
大的关系。
一
４ＨＣ。淬火热处理可以采用箱式电阻炉进行加热，９Ｒ）
图ｌ半边模
３ＨＣ）５Ｒ。相比而言，锤锻模的体积最大，一般在箱式球底炉中进行加热，锤锻模的热处理比其他两种更加复杂。
２．圆锻模的热处理
圆锻模外形为圆柱彤，较小的圆锻模硬度要求为
也可以用盐浴炉进行加热。半边模用盐浴炉进行热处理时，工艺更为简单。模具放人盐浴炉中进行加热，热处理Ｔ艺参数为：８０～８０Ｃ，保温２５６￣７～３ｒｎ０ｉ，模具出ａ
炉后预冷至７０左右，然后用淬火油进行冷却。淬火８％
、
工作条件分析
热锻模在高温下通过冲击加压，强制金属成型，模
具在Ｔ作过程中经受巨大的负荷，同时经受压应力、拉应力和附加弯曲应力；被锻金属在模具型腔内流动产生强烈的摩擦力，型腔表面与高温金属接触，大量热量传
到型腔表面，模具型腔表面温度达到６０Ｃ以上。为了０￣
锻模工艺中，模具使用寿命的高低是影响锻件质量、生产效率和锻件成本的主要因素。６％的模具早期０失效是由于模具材料和热处理因素造成的。热锻模在高温、高压、高应力和反复加热与冷却的恶劣环境下工作，模具型面与约１０％的高温金属坯料直接接触，型００

5crmnmo的热处理工艺

5crmnmo的热处理工艺5CrMnMo是一种高强度低合金钢，常用于制造重型机械构件和工程结构件等应用领域。

在使用前，需要进行热处理以提高其力学性能和耐磨性。

热处理工艺通常包括加热、保温和冷却等过程，下面将详细介绍5CrMnMo的热处理工艺。

1. 预处理在进行热处理前，需要对材料进行预处理，包括去除表面油污、氧化皮以及碳化物等杂质。

可以通过机械方法（例如喷砂、刷洗）或化学方法（例如酸洗、溶剂清洗）来完成。

2. 加热5CrMnMo通常采用淬火+回火的热处理工艺。

在进行淬火之前，需要将材料加热到适当的温度。

加热温度的选择应根据具体要求和材料的化学成分进行确定。

一般来说，加热温度在860-900摄氏度之间。

3. 保温加热到适当温度后，需要保持一定时间，使材料达到均匀的温度分布。

保温时间取决于材料的厚度和加热温度等因素，一般为每毫米2-3分钟。

4. 淬火保温后，需要迅速将材料冷却到室温以下，以获得高硬度和较高的强度。

淬火方法可以选择油淬、水淬或空气冷却，具体取决于材料的化学成分和要求。

油淬可以获得较高的硬度，但会产生较大的变形和残余应力；水淬可以获得高硬度和较好的强度，但易产生裂纹；空气冷却则可以减少变形和裂纹的风险，但硬度较低。

5. 淬火回火淬火后的材料通常会出现过硬和脆性的情况，需要经过回火处理来降低硬度和提高韧性。

回火的温度和时间选择应根据应用环境和要求进行确定。

一般来说，回火温度为300-600摄氏度，回火时间为1-2小时。

在进行热处理工艺时，还需要注意以下几点：- 控制加热速率，避免产生温度梯度过大，引起材料的裂纹和变形。

- 控制保温时间，保证材料的温度均匀分布。

- 选择合适的淬火材料和方法，以获得理想的硬度和强度。

- 严格控制回火温度和时间，避免过渡回火导致硬度过低。

总之，5CrMnMo的热处理工艺通常包括预处理、加热、保温、淬火和回火等步骤。

通过合理控制热处理参数，可以提高材料的力学性能和耐磨性，满足不同应用领域的需求。

热作模具材料及热处理热作模具材料及热处理

热作模具材料及热处理热作模具材料及热处理●热作模具主要用于高温条件下的金属成形，使加热的金属或金属获得所需要的形状。

●按用途可分为热锻模、热镦模、热挤压模、压铸模和高速成形模具等。

●通常在反复受热和冷却的条件下工作，变形加.上的时间越长，受热就越严重。

模具面温升常达300—700°C之间，要求有较高的热强性、热疲劳性和韧性，常选用中碳(wc=0.3%一0.6%)合金钢来制作。

第一节热作模具材料的主要性能要求●工作特点:热作模具是在机械载荷和温度均发生循环变化情况下工作的。

●热作模具材料分类:按照工作温度和失效形式不同，可将热作模具材料分为低耐热高韧性钢(350一370°C)、中耐热韧性钢(550—600°C)、高耐热钢(600—650°C)等。

有特殊要求的热作模具也可以采用奥氏体型耐热钢、高温合金或硬质合金，甚至是难熔合金来制造。

热作模具材料的使用性能要求●评价热作模具钢的性能指标:室温和高温使用条件下的硬度!强度!韧度等。

●热作模具材料使用时一般有七个方面的性能要求。

(1)硬度热作模具钢的硬度为40—52HRC。

通常模具钢的硬度取决于马氏体中的碳含量、钢的奥氏体化温度和保温时间。

应该指出的是:钢的最佳淬火温度要通过该钢的“淬火温度一晶粒度一硬度”关系曲线来选择。

马氏体中的二次硬化则与钢的合金化程度有关系，随着回火温度的升高，马氏体中的碳含量虽然降低，但如果特殊碳化物呈弥散析出并促使残余奥氏体转变成马氏体，则模具钢的高温硬度将会提高。

(2)强度强度是模具整个截面或某个部位在服役时抵抗静载断裂的抗力。

在压缩条件下工作的模具，可测试其抗压强度。

用拉伸试验测定一定温度下的抗拉强度σb,和屈服点σs,一般模具不允许发生永久的塑性变形，所以要求具有高的屈服强度。

而当模具钢的塑性较差时，一般不用抗拉强度而用抗弯强度σbb作为力学指标，抗弯试验产生的应力状态与许多模具工作表面所处的应力状态极其相似，能精确地反映构料的成分和组织对性能的影响。

5crmnmo淬火与回火硬度

5crmnmo淬火与回火硬度5CrMnMo是一种低合金工具钢，常用于制造模具、切削工具和机械零件等。

淬火和回火是5CrMnMo钢进行热处理的重要步骤，可以显著提高其硬度和强度。

下面将详细介绍5CrMnMo钢的淬火和回火硬度。

一、淬火过程淬火是通过将材料迅速冷却来使其达到高硬度的过程。

对于5CrMnMo钢，常用的淬火方法有水淬、油淬和空冷三种。

1. 水淬水淬是将加热至适宜温度的5CrMnMo钢迅速浸入冷却剂中（通常为水）进行冷却。

水的冷却速度快，能够迅速降低材料温度，使其快速达到马氏体转变温度，并形成马氏体组织。

经过水淬后的5CrMnMo 钢具有较高的硬度和强度。

2. 油淬油淬与水淬类似，只是使用的冷却剂为油。

相比水淬，油的冷却速度较慢，能够控制淬火过程中的温度降低速度，避免产生过大的应力和变形。

油淬后的5CrMnMo钢硬度和强度相对较低，但具有较好的韧性。

3. 空冷空冷是将加热至适宜温度的5CrMnMo钢自然冷却到室温。

空冷速度较慢，使得材料在达到马氏体转变温度时形成的马氏体量较少，因此硬度和强度相对较低。

然而，空冷后的5CrMnMo钢具有良好的韧性和耐磨性。

二、回火过程回火是在淬火后对材料进行再加热处理，目的是通过控制回火温度和时间来调整材料的硬度和韧性。

1. 回火温度回火温度是控制回火效果最重要的参数之一。

对于5CrMnMo钢来说，常用的回火温度范围为200℃-600℃。

不同回火温度下，材料的硬度和韧性会有所不同。

一般来说，高回火温度可以提高材料的韧性，而低回火温度可以提高材料的硬度。

2. 回火时间回火时间是指材料在回火温度下保持一定时间的过程。

不同的回火时间会对材料的硬度和韧性产生影响。

一般来说，较长的回火时间可以使马氏体转变成较为稳定的组织结构，从而提高材料的韧性。

三、硬度测试方法硬度是衡量材料抵抗外力或压入物表面的能力。

对于5CrMnMo钢，常用的硬度测试方法有洛氏硬度（HRC）和布氏硬度（HB）两种。

模具钢的选材及热处理工艺

表6 三种铬系热作模具钢的回火硬度与对应的回火温度
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度最高，但是回火韧性最差，所以应避免在500℃附近回火。（2）回火保温时间系数为3 min/mm，并且不能少于2h。（3）两次回火，第二次回火比第一次回火温度低20℃。
铬系热作模具钢淬火后有一些残余奥氏体，一次回火后残余奥氏体分解，其转变产物韧性差，比较脆，容易造成模具开裂，必须两次回火。（4）4Cr5MoSiV1钢在630 ℃高温回火后得到回火索氏体+回火托氏体。
4Cr5MoSiV1 3Cr2W8V 4CrMnSiMoV 5Cr4W5Mo2V
4Cr5MoSiV1 3Cr2W8V 3Cr3Mo3W2V
4Cr5MoSiV1 4Cr3Mo3SiV
3、压铸模具用钢的选用
压铸模具在服役条件下不断承受高速、高压喷射、金属的冲刷腐蚀和加热作用，从总体上看，压铸模具用钢的使用性能要求与热挤压模具用钢相近，即以要求耐磨性、高的回火稳定性与抗热疲劳性为主。所以通常所选用的钢种大体上与热挤压模具用钢相同。
热作模具在热处理时，尤其在淬火过程中，要产生体积、形状变化，为保证模具质量，要求模具钢的热处理变形小，各方向变化相近似，且组织稳定。它主要取决于热处理工艺和钢的冶金质量等。（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。
Zn合金压铸模具：4Cr5MoSiV，4Cr5W2VSi钢等； Al和Mg合金压铸模具：4Cr5MoSiV1，3Cr3Mo3W2V钢等； Cu合金压铸模具：3Cr3Mo3W2V，3Cr2W8V钢。

模具加工工艺改善方案

模具加工工艺改善方案背景模具是加工行业中的重要工具，是用于制造成型零件的设备。

然而，由于模具加工的特殊性质，其加工时间长、技术难度高，导致制造成本高，交货时间慢，给企业带来了严重的成本和时间压力。

因此，有必要对模具加工工艺进行改进，提高加工效率和质量。

工艺改善方案1. 数字化加工传统的模具加工方式通常需要依靠手工操作，工艺繁琐，效率低下。

数字化技术的应用可以极大地提高模具加工的效率和准确性。

数字化加工包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机数控（CNC）等技术。

通过CAD软件可以快速完成模具的设计和修正，而CAM和CNC系统则可以控制机械设备进行精准的物理加工，大大提高了加工的效率和准确性。

2. 材料选用和改进材料是模具加工的关键因素之一。

传统的模具材料常常被局限在金属和塑料两个领域，因此在加工质量和成本等方面存在一定的局限。

而随着新型材料的快速发展，各种新型材料的加工性能和成本都有了很大的提高，可以在一定程度上解决传统材料存在的问题。

因此，对于不同类型的模具，必须根据其加工目标和要求来灵活选择材料，并不断推进新材料的研发和应用。

3. 加工工艺改进在数字化加工技术的基础上，还需要进行加工工艺方面的改进。

在加工工艺方面，主要包括刀具加工、成型加工、表面处理等。

在刀具加工方面，可以采用高硬度刀具和多刃刀具，以提高加工速度和加工质量。

在成型加工方面，可以采用多工位多道次加工和多层次材料流加工，以提高成型效率和成型质量。

在表面处理方面，可以采用喷砂、抛光等工艺，以提高产品表面的光洁度和美观度。

4. 质量检验和改进质量检验是制造流程中非常重要的环节。

传统的模具加工质量检验主要依靠人工目测，精度及其不稳定。

而通过数字化技术的应用，可以实现动态检测和自动记录等功能，实现质量控制的有效监管。

同时还可以采用在线故障诊断系统和数据挖掘分析技术，及时发现生产中的问题和隐患，进行改进。

结论模具加工是制造行业的重要一环，而在现代制造中数字化技术的应用已成为必然趋势。

模具材料5CrNiMo

合金工具钢5CrNiMo(姓名:刘刚学号：100102123 模具101) 合金工具钢：5CrNiMo标准：GB/T 1299-1985对应美国AST牌号：T61206(UNS)对应日本JIS牌号：SKT4对应德国DIN,DINEN牌号：55NiCrMoV6临界点温度 Ac1=710℃,Acm=770℃●特性及适用范围：5CrNiMo钢具有良好的韧性、强度和高耐磨性。

它在室温和500～600℃时的力学性能几乎相同。

在加热到500℃时，仍能保持住HB300左右的硬度。

由于钢中含有钼，因而对回火脆性并不敏感。

从600℃缓慢冷却下来以后，冲击韧性仅稍有降低。

5CrNiMo钢具有良好的淬透性。

300mm×400mm×300mm的大块钢料，自820℃油淬和560℃回火后，断面各部分的硬度几乎一致。

该种钢用来制造各种大、中型锻模。

该种钢易形成白点，需要严格控制冶炼工艺及锻轧后的冷却制度5CrNiMo近似成分外国钢号：美国L6（AISI），日本SKT4（JIS）日本GFA（大同）日本DM（日立），德国1.2713（W-Nr）法国55NiCrMoV7（NF）。

主要技术参数：淬火后：58淬火温度℃ ：830～860交货状态：退火HB≤241冷却剂：油Oil●化学成份：碳 C ：0.50～0.60硅 Si：≤0.40锰 Mn：0.50～0.80硫 S ：≤0.030磷 P ：≤0.030铬 Cr：0.50～0.80镍 Ni：1.40～1.80铜 Cu：允许残余含量≤0.30钒 V ：允许残余含量<0.2钼 Mo：0.15～0.30●力学性能：硬度：退火,241～197HB,压痕直径3.9～4.3mm●热处理规范及金相组织：热处理规范：淬火,830～860℃油冷。

临界点温度 Ac1=710℃,Acm=770℃●交货状态：钢材以退火状态交货。

●5CrNiMo材料主要用途适合制造各种形状复杂，冲击载荷大、工作温度不太高、边长>400mm 大中型锤锻模及切边模.用于制造形状简单一般制造工艺冶炼采用真空精炼工艺确保钢材纯洁;采用大型专业的热处理使钢材获得最佳的预硬化效果,硬度均匀分布.。

5CrMnMo心轴热处理工艺研究

的加工应力，并且避免因急剧加热而产生的热应力，工件在（５６０±１）０ ℃保温１５～２．ｈ进行预热后再继续升温至（６８０±１）保温３５，设备采用ＲＸ一０℃ ．ｈＪ
ｆ — ＪＪ。、ｌ曼
能。另外，对于５ｒｎｏＣＭＭ模具钢淬火冷却时间若过长，容易出现裂纹，冷却时间过短则只能得到托氏
体，达不到性能要求。
（）化学成分５ｒＭｏ的化学成分如表１１ＣＭｎ
所示
综上所述，此零件淬火有３个难点：① 防止心轴氧化脱碳。② 保证心轴的淬火变形在允许的范围
如表２所示。
５ｒＭｏ的热处理临界点ＣＭｎ
表２５Ｍｎｏ的热处理临界点ＣｒＭ
Ａｃ１Ａｃ３Ａｒｌ
（）装盘保护１
用５ｍ厚的Ｑ３板制作保ｍ２５钢
护盘，盘尺寸：１０ｍ ×２０ｍ ×２０２０ｍ０ｍ５ｍｍ（ ×宽长
与操作班人员一起研究该零件变形位置、变形量、硬度均如
匀性等）。为了确保热处理施工的顺利进行并能达到理想的效果，我们拟定了如下热处理方案。
（） ℃
Ｍｓ
（）热处理临界点２
（）回火４
出油后检查变形（变形＜０５ｍ）．ｍ，趁
化皮，就会造成表面粗糙不平，影响冷却均匀性，

浅议5CrNiMo钢的热处理工艺

摘要：介绍了５ＣｒＮｉＭｏ钢的性能特点及其应用，并概述了５ＣｒＮｉＭｏ热锻模的热处理工艺，最后结合ＪＮ１５０汽车转向节热锻模热处理工艺实例，进一步分析了５ＣｒＮｉＭｏ钢的热处理工艺特点。关键词：５ＣｒＮｉＭｏ钢；热处理；力学性能中图分类号：ＴＦ１２４．８＋３文献标识码：Ａ
大型５６０５８０３４３７６４ＲＣ；燕尾硬度２５ — ３０ＨＲＣ。还具有良好的淬透性。３００ａｒｍ￣４００ａｒｍｘ度来计算。在箱式电炉加热时，经预热的锻３２．４热处理工艺．８～ｌｍｉｎ／ｍｍ，当模具加热３００ｍｍ的大块钢料，自８２０ ℃油淬和５６０￣Ｃ模加热系数采用０转向节锻模的淬火、回火工艺如图２所回火后，断面各部分的硬度几乎一致。该钢颜色与炉子颜色一致后开始计算加热保温刁ｏ的不足之处是工作温度稍低锻坯中易产生时间。加热装箱的模具时，应把铸铁屑或旧白点。该钢适合于制造形状复杂、冲击负荷木炭装箱的厚度计算在内。在盐浴炉加热大，要求强度和韧性较高的中大型锤锻模。时，一般需经预热。１５ＣｒＮｉＭｏ热锻模的热处理由于５ＣｒＮｉＭｏ钢含有强烈增加淬透性１．１锻造与退火的合金元素（铬和镍），可以使等温转变曲线５ＣｒＮｉＭｏ钢虽然是经过轧制和退火的大大右移。过冷奥氏体稳定性大，淬透性高，

热锻模具钢5CrMnMo热处理工艺的改进

1 5CrMnMo模具的常规工艺及其失效原因分析作为目前国内较为流行的锻模材料, 5C r M n M o具有良好的抗热烧蚀性、导热性、淬透性以及冲击韧性,但由其制成的模具长期在高压、高应力以及反复急速加热与冷却等恶劣条件下工作,极易产生疲劳裂纹或变形塌陷,平均寿命只有2000件左右,不利于锻件生产质量和效率的提高。

1.15CrMnMo模具热处理的常规工艺模具加工的一般工序如下:下料→锻造→退火→机加工→探伤→机加工成形→打磨型腔→热处理→打磨抛光型腔→探伤→检验。

在5CrMnMo热锻模具的加工中,由于毛坯锻造后晶粒较粗大,组织不均匀,机加工困难。

因此通常会采用进行预先热处理以改善化学成分的偏析程度和组织的不均匀性,以消除毛坯锻造后的内应力。

加热到淬火温度后,保持一定时间,放入油中冷却,淬火冷却至200℃左右及时回火,共进行四次回火。

可参考的工艺参数为:600℃～650℃×(4～5) h,830℃～850℃×(5～6) h,480℃～500℃×6h回火。

在这种常规工艺处理过程中,当表面冷至200℃出油时,心部温度仍较高,于是心部大量残余的奥氏体回火时会转变为珠光体或粗大的强度较低的上贝氏体,形成的模具强韧性下降,裂纹扩展阻力较小,寿命普遍不高,使用中常有早期脆断或热疲劳裂纹出现。

1.25CrMnMo模具的工作条件及失效原因分析1.2.1高温条件45Cr钢锻件胚料在预锻及终锻过程中,模具型腔表面都要在2～4s内被加热至600℃以上,当型腔预热至150℃左右时,型腔表面温度一般在700℃以上,一旦工作温度超出淬火后的回火温度,就会引起模具的急剧软化,使模具强度和硬度大幅度降低,并产生加速其磨损失效的微裂纹。

1.2.2急剧冷却操作中为降低模具温度常采用水冷等强制冷却,由于受到急剧的冷热交替作用,当温度超过相变点时,模具会产生拉伸与压缩交变的应力,在应力超出模具的屈服强度时,即可能出现塑性变形,从而生成裂纹。