模具材料及热处理
常见材料热处理方法
常见材料热处理方法
部份材料热处理方法
一、45 钢调质:
1. 正常情况下加热温度在 810,840?之间:
只要充分奥氏体化，加热温度越低越好。
2. 冷却中应注意的问题:
热处理生产中最重要的一环就是冷却，很多热处理缺陷都产生在冷却中。如:开裂、硬度不足、变形超差、局部有软点等等。
?出炉时不要慌忙，有时为怕不能淬硬而手忙脚乱。只要不低于Ar3，是不会析出铁素体而影响表面硬度的。
?水温在冷却中相当重要，要严格控制水温不要超过 30?，若超过 30?，析出铁素体将是不可避免的，任你此后将工件冷透，硬度很难高于 300HB。因此要严格控制水温不要超过 30?。
?工件入水后要不停的在水中移动，以快速破裂蒸汽膜而提高 500?以上的冷却速度，从而避免析出铁素体或珠光体，进而影响工件最终硬度。
?为避免复杂工件开裂，温度低于 300?以下可以出水空冷一会再水冷，当工件温度不超过 150?出水回火。
3. 严格按 45 钢的回火温度回火:
一般取中偏下的回火温度，按 HRC=62-T×T/9000 进行计算，并结合每台炉子自身温差及淬火情况进行适当调整。
4. 其它注意事项:
?对于小件，特别是 30mm 以下的工件，要注意淬裂的问题。45 钢仍然可能开裂，在硬度要求不太高时，可以选择油淬。
?除严格按规定的温度回火外，应根据实际淬火情况调整回火参数。
?对于批量较大且要求硬度较高的小件，要特别注意在水中的搅动问题，以增加冷却能力。否则，返工不可避免。
?选择合适的电炉，确保加热时间不可过长，长时间加热并不利于提高工件硬度。
试谈常用模具材料及热处理
试谈常用模具材料及热处理一．冲压模
1.冲模任务零件常用资料及硬度要求
二塑料模
1.塑料模任务零件常用资料及热处置工艺
三．压铸模
四．常用塑料种类
ABS：俗名工程塑料，可用于衔接件、座椅背、座板，它是塑料中能停止电镀〔水镀〕主要原料。
PP：俗名聚丙烯，用于五星脚、扶手、脚垫以及强度要求不高衔接件。缺陷：耐磨性差、外表硬度低。
PVC：俗名聚氯乙烯，主要用于封边件、插条件。它顺应于挤出成型，同时PVC资料属塑料件中不燃资料，加工成型温度动摇性差、特别是颜色的动摇性不好。
PU：俗名聚氨酯。主要用于扶手〔发泡〕配件。
POM：俗名赛钢。主要用于耐磨件如脚垫、脚轮、门铰、合页等。功用耐磨、耐压、但尺寸动摇性较差。
PA：俗名尼龙。主要用做脚垫、五星爪、脚轮等耐磨、寿命要求高的中央。特点：耐磨、耐压、高强度室内运用寿命长，一般型号如PA66耐高温达2200，缺陷是在太阳底下晒易改动功用、易断、耐候性差。
PMMA：无机玻璃〔俗称亚加力〕。塑料中有五种透明资料，而PMMA是其中一种透明度最高，工件切割时有醋酸味，加工变描画易，用开水浸泡能整形变弯。缺陷：外表易划伤，硬度偏低，弯曲时容易龟裂，价钱比ABS高20%以上。
PC：俗称聚碳酸酯。该种类也属透明资料，外表硬度高、耐划伤、耐冲击力强、强度高、耐候性好〔即不怕阳光照射〕。家具中屏风隔板阳光板便是此资料中空挤塑成型。特点：价钱本钱高，比PMMA高约40%左右。
PE
PC
40Cr ABS
pvc塑料颗
粒
H13
冲压模具材料与热处理标准-天汽模
淬火硬度 HRC 50-58
QT500
火焰淬火
QT600
190-270HB
（19-27HRC）
≥600
340-370
QT700
225-305HB
（23-30HRC）
≥700
≥420
表面淬火
感应淬火
50-58
GGG70L
220-270HB
（22-27HRC）
≥700
—
TGC600
180-220HB
(18-22HRC)
300.00.05 模具材料国内外对照表.................................................................................... 5 300.00.10 模具材料化学成分表........................................................................................ 8 300.00.15 模具材料性能 ................................................................................................. 14 300.00.20 模具材料应用 ................................................................................................. 17 300.00.25 注意事项 ......................................................................................................... 18 300.05 模具热处理及硬化处理 .................................................................................................... 19 300.05.00 热处理定义及分类.......................................................................................... 19 300.05.05 模具常用热处理 ............................................................................................. 19 300.05.10 模具材料淬火处理.......................................................................................... 20 300.05.15 模具表面涂覆处理.......................................................................................... 22
塑料模具材料及热处理
塑料模具材料及热处理
用于塑料注射成型的模具称为塑料模具或塑料注射模具。塑料模具由钢板和其他模具组件的组合制成，耦合形成一个整体模具，然后将其可靠地组装并安装在注塑机中，然后将热塑性树脂施加到所需的形状以实现预期目的。
大多数塑料制品由塑料模具模制而成，根据塑胶成型特性，塑胶模具分为热固性模具和热塑性塑料模具。
就其本质而言，注塑模具在进行成型过程时必须同时满足多种需求。为了形成具有模腔形状的塑料部件，模具必须在模腔内包含聚合物熔体。热量从热聚合物熔体传递到较冷的模具钢中，以使注塑成型产品尽可能均匀和廉价。最后，模具可对零件进行相当可重复的顶出，从而使后续成型更加高效。
模具钢的选择对于塑料应用的成功至关重要，就像树脂的选择对其生产的塑料部件的性能要求一样。正如树脂的配方是满足塑料应用中的性能要求一样，钢也经过合金化以满足特定的性能要求。一些应用可能需要具有高硬度和耐磨性的模具钢，以提高分型线的耐用性，
而其他应用则需要具有更高韧性的模具钢，以抵抗机械疲劳。
一般来说，具有较高硬度和耐磨性的注塑模具材料往往是那些更脆的材料，并且在几乎所有情况下，具有更高韧性的钢将降低对钢对钢磨损（粘合剂磨损）的抵抗力以及对含有玻璃纤维或矿物填料的树脂的耐磨性。例如，模具制造商可能会为可能对大多数其他钢材具有腐蚀性的树脂选择不锈钢。使用硬度较高的钢（洛氏硬度55或更高），以及钢对钢关闭产生取芯的地方，分型线的完整性通常会更大。一个或两个钢面的硬度范围应为罗克韦尔55至罗克韦尔58。为了防止玻璃或矿物填充树脂的磨损，建议考虑将A-2，D-2或M-2钢的浇口嵌件与耐磨钢一起插入浇口对面的模芯中。
模具材料与热处理教学大纲
模具材料与热处理教学大纲
一、课程简介
模具材料与热处理是针对模具制造专业的一门基础课程。通过本课程的学习，学生将了解到模具材料的选择原则和热处理的基本理论与方法，掌握模具材料的性能测试与评价技术，并能够根据模具的应用需求进行合理的材料选择和热处理工艺设计。
二、教学目标
1.理解模具材料的种类、特点和应用范围；
2.掌握模具材料性能测试与评价技术；
3.熟悉常用模具材料的组织结构、性能特点和加工工艺；
4.了解热处理的基本原理、工艺和设备；
5.学会设计模具材料的选用方案和热处理工艺。
三、教学内容
3.1 模具材料概述
1.模具材料的定义和分类；
2.模具材料的重要性及其应用领域；
3.模具材料的选择原则和方法。
3.2 模具材料的基本性能
1.强度与硬度；
2.韧性与塑性；
3.抗磨性与耐磨性；
4.疲劳寿命；
5.热膨胀系数。
3.3 模具材料的性能测试与评价
1.金相组织观察与分析；
2.硬度测试方法与评价；
3.抗磨性测试方法与评价；
4.疲劳寿命测试方法与评价。
3.4 模具材料常用种类与性能特点
1.钢模具材料；
2.硬质合金材料；
3.铝合金模具材料；
4.塑料模具材料。
3.5 模具材料的加工工艺
1.切削加工；
2.手工锻造；
3.延伸加工；
4.热处理工艺。
3.6 热处理概述
1.热处理的意义与作用；
2.热处理的分类；
3.热处理工艺的基本原理。
3.7 热处理工艺与方法
1.淬火；
2.回火；
3.正火；
4.马氏体组织控制；
5.淬火后的再回火处理；
6.预淬火处理；
7.渗碳处理与渗氮处理。
3.8 模具材料选用和热处理工艺设计
1.根据模具的具体要求选择合适的材料；
常用模具材料及热处理
常用模具材料及热处理
常用的模具材料有许多种，每一种材料都具有独特的特点和适用范围。而热处理则是在模具制造过程中必不可少的一步，可以提高材料的硬度、
强度和耐磨性，从而提高模具的使用寿命。以下是几种常用的模具材料和
热处理方法。
一、常用的模具材料：
1.铝合金：铝合金具有良好的导热性能和成型性能，重量轻，价格便宜。适用于制造小型模具或高精度的塑料模具。
2.铝青铜：铝青铜具有良好的导热性能、耐磨性能和耐腐蚀性能，适
用于制造高速冲压模和注塑模。
3.铜合金：铜合金具有良好的导热性能和热膨胀系数，适用于制造大
型的冲压模和注塑模。
4.微晶玻璃钢：微晶玻璃钢具有高强度、耐磨性和抗腐蚀性能，适用
于制造大型的冲压模和注塑模。
5.构造钢：构造钢具有高强度和耐磨性能，适用于制造大型的冲压模。
6.热作模具钢：热作模具钢具有优良的耐热性和抗热疲劳性能，适用
于制造高温下工作的模具。
7.不锈钢：不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和高温强度，适用于制造化
学模具和食品模具。
二、热处理方法：
1.淬火：淬火是常用的热处理方法之一，通过迅速冷却材料，使其获
得高硬度和高强度。淬火温度和冷却介质根据材料的不同而不同。
2.回火：回火是淬火后的一个步骤，通过加热材料到一定温度并保持
一段时间，降低材料的硬度和脆性，提高其抗冲击性和韧性。
3.淬火回火：将材料先进行淬火然后回火的组合处理，既能获得高硬
度也能提高韧性。
4.预淬火：预淬火是在热处理之前先进行一次淬火，然后再进行其他
热处理工艺，可以提高热处理的效果。
5.淬火再回火：在完全淬火和回火的基础上，再进行一次淬火和回火，以进一步提高材料的性能。
模具材料及热处理
为 了适 应 压 力 加 工 新技 术 、 新 设 备 对 模 具 材料
在 强 韧性 和 热稳 定 性 方 面的 高 要 求 ，国 内 外 研 制 了 许 多 新 型热 作模 具 钠 ，现 正 在 生 产 中 发 挥 着 作 用 ， 其中有５ Ｎｉ Ｖ、５ ｒＮｉ Ｖｓ 、３ ２ ｗＶＮｉ Ｃｒ Ｍｏ ｃ ２ Ｍｏ ｉ ｃｒＭｏ 、
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模具制造技术专题
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专 综 ｊｏｃ ｉ 题 述＿Ｔｉ ｅ ｖ ， ｗ
模具翩造技术专题
模具 工业 是 基础 工业 ，模具 是 工业生 产 的主要 工 艺装备。模具以其特定的结构形 式通 过一定的方式使材 料成形 ，具有生产效率 高、产品质量好 、材料消耗少及
制造 成本 低等 优点 ，因而得 到广泛 的应 用 。从材 质上
腐蚀性 能，用 于制造锻压 、热挤压 、压 铸、热 镦摸和高 温超 塑成 形用模具 。５ ｒ Ｍｏ ＣｒＷ８ Ｃ Ｍｎ 、３ ２ Ｖ虽是 古老的
模具结构及热处理分析
机械工程及自动化学院08级材料成型（2）班孙勇070708222
汽车储气筒支架的模具材料及其热处理分析
一．产品零件及生产批量
如图1所示：
东风EQ-1090汽车储气筒支架
生产批量为大批量生产
材料为Q195，t=3mm
图1 零件图
二．产品零件工艺分析
此工件既有冲孔，又有落料两个工序。材料为Q195·t=3mm的碳素钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁，工件结构中等复杂，有一个直径为44mm的圆孔，一个60mm×26mm.圆孔半径为R6mm的长方形孔和两个直径13mm的椭圆孔。此工件满足冲裁的加工要求，孔与孔.孔与工件边缘之间的最小
壁厚大于8mm。工件尺寸落料按IT11级，冲孔按IT10级计算。尺寸精度一般，普通冲裁完全能满足要求。
三．模具结构形式确定
采用落料—冲孔同时进行的复合模生产，这样只需要一套模具，工件的精度及生产效率都能满足，模具轮廓尺寸较小，模具的制造成本不高。本方案采用先冲孔后落料的方法。分析该工件成形后脱模方便，正装式复合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取件不方便。倒装式复合模成形后工件留在上模，只需在上模装一副推件装置，故采用到装式复合模。
四．排样图：采用有废料和少废料的直对排法
五．模具总体结构
1.模具类型
由冲裁工艺可知采用复合模冲压即本套模具为复合模。
2.定位方式
该模具采用条料，采用导料销控制条料的送进方式；控制条料的送进步距采用弹簧弹顶的活动挡料销来定步距。而第一件的冲压位置因为条料有一定的余量，可以靠操作工人目测来确定。
3.出件方式
根据模具冲裁的运动特点，该模具采用刚性出件方式比较方便。因为工件料后为3mm，推件力比较大，用弹性装置取出工件不太容易，且对弹力要求很高，不易使用。采用推件块，利用模具的开模力来推出工件，既安全又可靠。故采用刚性装置取出工件。
冷作模具钢及其热处理工艺
模具钢材料及热处理重要性
影响模具使用寿命的因素主要有设计结构、成形 及制造工艺、模具材料的选用、热处理工艺及表面 强化、润滑及使用维护等。据调查统计,在模具失效 的诸多因素中,由于模具用材和热处理不当而引起的 失效约占70%。
5 冷作模具材料钢及其热处理
5．1 冷作模具的工作条件与性能要求 5．1．1 冷作模具的工作条件 5．1．2 冷作模具的性能要求 5．1．3 典型冷作模具材料的性能分析 5．2 冷作模具材料的选用 5．3 冷作模具的制造工艺路线 5．4 冷作模具的热处理 5．4．1 冷作模具钢的热处理特点 5．4．2 典型冷作模具的热处理 5．5 冷作模具热处理实例 6．5．1 硅钢片冷冲裁模具
图5-2 T10钢的淬火温度对强韧性的影响
图5-3 T10钢的淬火温度对淬透性的影响
碳素工具钢的硬度随回火温度的升高而下降，在低温区 (150～200℃)回火，硬度下降不多，当回火温度超过200℃ 时，硬度才明显下降，如图5-1所示。 碳素工具钢的力学性能与回火温度的关系，如图5-4所 示，当回火温度为220～250℃时抗弯强度达到极大值，可 是碳素工具钢在200～250℃回火时，会产生回火脆性，导 致韧性下降，因此韧性要求较高的碳素工具钢应避免在此温 度回火。而承受弯曲及抗压载荷的碳素工具钢仍可采用 220～280℃回火，以获得高抗弯强度，提高模具的使用寿 命。
常用模具材料及热处理高教课件
技术研究
30
如：
❖ 形状简单――选用45、40Cr、T10A、低熔点 合金、锌基合金。
❖ 形 状 复 杂 ― ― 选 用 9 Mn2V、GCr15、CrWMn、 Cr12MoV、H11（H13）锌基合金、铍铜合金等。
❖ 精度高、寿命长、表面粗糙度很低 ❖ ――可选用进口钢材：＜美＞P6、P20、PPT；
火稳定性、热膨胀系数小 ❖ 表面性能：耐磨性、耐蚀性 ❖ 工艺性能：切削加工性、电加工性、抛光性、可锻
性、淬透性、热处理性能、可焊性 ❖ 经济性：资源条件、市场供应情况、价格
技术研究
19
各种模具工作条件不同，对材料性能要求也
就各有差异。如：
❖ 冷冲压模：高强度、高硬度。
❖ 冷挤压模：高强度（抗压、断裂、疲劳强 度）、高韧性、高硬度。
技术研究
25
一般原则：
❖ ①满足使用性能要求。主要从工作条件、模具结构、 产品形状和尺寸、生产批量等综合考虑。
❖ 形状复杂、精度高――变形小、导热性好、膨胀系 数小
❖ 大负荷――高强度 ❖ 摩擦、磨损――高硬度 ❖ 冲击负荷――高韧性 ❖ 表面光洁――可抛光性
技术研究
26
②良好的制造工艺性能。容易制造、容易精
① 硬质合金
❖ 以难熔的金属碳化物（WC、TiC等）作硬质相，
以铁族金属（Co或Ni）为粘结相，用粉末冶金 方法生产的一种多相组合材料。
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。
冲压模具常用材料种类及热处理
冲压模具常用材料种类及特性
如何合理选取模具钢材?
（1）模具的选材
在设计模具时,合理选取材料是关系到模具寿命和成本的一项重要工作,模具的成形零件凸、
凹模材料的选取尤应慎重,通常应考虑以下几点:
①生产批量当冲压件的生产批量很大时,凸、凹模材料应选取质量高、耐磨性好的模具钢,对于模具的其他工艺零件的材料要求,也要相应地提高；在少量生产中,可采用成本低耐磨性较差的材料。
②被冲压材料性能、工序性质和凸、凹模工作条件当被冲材料较硬或变形抗力较大时,其凸、凹模应选取耐磨性好、强度高的材料；对于凸、凹模工作条件较差的冷挤模,应选取有足够硬度、强度、韧性、耐磨性等综合力学性能较好的模具钢,同时应具有一定的硬性和耐热、抗疲劳强度。
③加工规格一般来料都没有加工,这些材料叫坯料,但坯料加工首先要经过铣床、磨床来达到一定尺寸之后才能制造模具。
（2）模具寿命与模具材料的关系
①模具凹模刃口高度的估算方法
a) 规定模具寿命为2000000~3000000次时,刃口每次研磨量为ffice:smarttags" />0.2mm,每次研磨后的生产量为200000~300000次。刃口直身高度为2.5~3mm。
b) 若要模具寿命为5000000次,则刃口高度应取4~5mm。
②模具寿命与模具材料的关系
凸模凹模通常采用的材料为XW-10、XW-5、XW-41、XW-42、SKD11（Cr12MoV）、ASP23。
以上四种主要钢材特性见表
注: 1.以上各种参数均以XW-41为标准的比较值。
2.当冲件材料为SECC、SPCC、SPTE、T3时，通常选凸凹模材料为XW-41。
塑料模具零件常用国产材料及性能
五、塑料模具常用材料
（一）塑料模具零件常用国产材料及性能如表5-1所示。
（二）塑料模具成型零件常用国外材料及性能见表5-2、5-3所示。
（三）塑料模具结构零件常用材料及其热处理见表5-4。
（四）模具材料的选用
成型零件材料选用：
成型零部件指与塑料直接接触而成型制品的模具零部件，如型腔、型芯、滑块、镶件、斜推、侧抽等。它直接关系到模具的质量、寿命，决定着所成型塑料制品的外观及内在质量，应根据所成型塑料的种类、制品的形状、尺寸精度、制品的外观质量及使用要求、生产批量大小等，兼顾材料的切削、抛光、焊接、蚀纹、变形、耐磨等各项性能，同时考虑经济性以及模具的制造条件和加工方法，以选用不同类型的钢材。
1、对于成型透明塑料制品的模具，其型腔和型芯均需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材，如718（P20+Ni类）、NAK80（P21类）、S136（420类）、H13类钢等，其中718、NAK80为预硬状态，不需再进行热处理；S136及H13类钢均为退火状态，硬度一般为HB160-200，粗加工后需进行真空淬火及回火处理，S136的硬度一般为HRC40-50，H13类钢的硬度一般为HRC45-55（可根据具体牌号确定）。
2、对于制品外观质量要求高，长寿命、大批量生产的模具，其成型零部件材料选择如下：
a) 型腔需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材，如718（P20+Ni类）、NAK80（P21类）等，均为预硬状态，不需再进行热处理。
b) 型芯可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材，如618、738、2738、638、318等，均为预硬状态；对生产批量不大的模具，也可选用国产塑料模具钢或
五金模具材料选择和热处理要求规范
料选择和热处理要求规范
材料特点 中碳结构钢 预硬塑胶模用钢290~320HB 较好的淬透性及耐磨性，但冲击韧性差。 用途广泛的冷作模具钢，冲击负荷小的冲 模、拉伸模等。
热处理要求 43～48HRC 48～52HRC 54～58HRC
54～58HRC
预硬塑胶模用钢290~320HB 较好的淬透性及耐磨性，但冲击韧性差。 用途广泛的冷作模具钢，冲击负荷小的冲 模、拉伸模等。 钢的淬透性、耐磨性都比Cr12高，较 Cr12Mo1V1差。可代替Cr12及Cr12Mo1V1使 用。 高韧性、高耐磨性铬钢，形状复杂工件及 长期生产冲压模。 高碳高铬冷作模具钢，适合重负荷冷冲模 这种钢有更好的耐磨性，更高的红硬性， 但韧性较低，淬火后硬度可达64~66HRC。
1
上下垫板
2 3
夹板 脱料板
4
冲切类上 下模板
DC53 SKD11 SKH51 硬质合金 P20
使用寿命>500万次 零件形状简单，使用寿命50～200 万次 使用寿命<100万次 使用寿命50～200万次 使用寿命200～500万次 使用寿命200～500万次 零件形状简单，使用寿命50～200 万次 使用寿命<100万次 使用寿命50～200万次
高韧性、高耐磨性铬钢，形状复杂工件及 长期生产冲压模。经TD处理后使用寿命大 大提高（TD处理后可使用200万次以上才进 行第一次修模）。注意： TD 处理前模具 工作面光洁度要求：Ra 0.8 以下。 预硬塑胶模用钢290~320HB，经氮化处理 后表面硬化层大于0.3mm，硬度可达65HRC 以上，适合于形状比较简单的零件
常见模具材料及热处理
常见模具材料及热处理
模具是制造工业中常用的工具，用于制造各种产品的零件、组件和部件。模具的性能和质量直接影响着制造产品的质量和效率。模具材料的选
择和热处理对于模具的寿命、刚度、耐磨性等性能有着重要的影响。
一、常见模具材料
常见的模具材料包括金属材料和非金属材料两大类。
1.金属材料
金属材料是常见的模具材料，常用的金属材料有：
-钢：一般选择优质碳钢或合金工具钢作为模具材料，这些钢材具有
较高的强度、硬度、韧性和耐磨性。常用的有45#钢、40Cr钢、3Cr13等。
-铝：铝合金具有较好的导热性能和杰出的加工性能，适用于制造大
件和结构复杂的模具。常用的有铝硅合金、铝镁合金等。
2.非金属材料
非金属材料是模具的重要组成部分，常见的非金属材料有：
-塑料：制造塑料模具时常使用工程塑料，如尼龙、聚酰亚胺和聚四
氟乙烯等。
-石膏、水泥和陶瓷：这些材料通常用于制造快速成型模具，如铸造
模具、压铸模具和注塑模具等。
二、常见的热处理方法
热处理是通过对模具材料进行热处理来提高其性能和寿命。常见的热处理方法有：
1.硬化处理：通过加热和冷却的方式，使模具表面形成较高硬度的硬化层，以提高模具的耐磨性和耐疲劳性能。
2.淬火处理：淬火是将已加热至临界温度的模具材料迅速冷却，以提高材料的硬度和脆性，常用于制造高硬度的切削工具模具。
3.回火处理：通过加热和冷却的方式，使淬火后的模具材料的硬度和脆性适中，同时提高其韧性和抗震性能。
4.化学热处理：如氮化、碳氮共渗等热处理方法，可以在模具表面形成硬度很高、耐磨性和耐蚀性好的层，提高模具的使用寿命。
模具材料及热处理
模具材料及热处理
1．金属组织
金属
具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性同时其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体〔即晶体〕。
合金
由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。
相：合金中成份、结构、性能相同的组成局部。
固溶体
是一个〔或几个〕组元的原子〔化合物〕溶进另一个组元的晶格中，而仍维持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。
固溶强化
由于溶质原子进进溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象喊固溶强化现象。
化合物
合金组元间发生化合作用，生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。
机械混合物
由两种晶体结构而组成的合金组成物，尽管是两面种晶体，却是一种组成成分，具有独立的机械性能。
2．金属硬度
硬度
金属的硬度，是指金属外表局部体积内反抗外物压进而引起的塑性变形的抗力，硬度越高讲明金属反抗塑性变形的能力越强，金属产生塑性变形越困难。硬度试验方法简单易行，又无损于零件。实际常使用的硬度试验方法有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。三种硬度试验值有大致的换算关系，见表一。布氏硬度HB：布氏硬度是用载荷为P的力把直截了当D的钢球压进金属外表，并维持一定的时刻，测量金属外表上的压痕直径d，据此计算出的压痕面积AB，求出每单位面积所受力，用作金属的硬度值，喊布氏硬度，记作HB。布氏硬度的使用上限是HB450，适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。洛氏硬度HRA、HRC：
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模具材料及热处理模具材料及热处理
1．金属组织
1.1金属
具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。
1.2合金
由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。
相：合金中成份、结构、性能相同的组成部分。
1.3固溶体
是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。
1.4固溶强化
由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。
1.5化合物
合金组元间发生化合作用，生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。
1.6机械混合物
由两种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是两面种晶体，却是一种组成成分，具有独立的机械性能。2．金属硬度
2.1硬度
金属的硬度，是指金属表面局部体积内抵抗外物压入而引起的塑性变形的抗力，硬度越高表明金属抵抗塑性变形的能力越强，金属产生塑性变形越困难。硬度试验方法简单易行，又无损于零件。实际常使用的硬度试验方法有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。三种硬度试验值有大致的换算关系，见表一。
布氏硬度HB：布氏硬度是用载荷为P的力把直接D的钢球压入金属表面，并保持一定的时间，测量金属表面上的压痕直径d，据此计算出的压痕面积AB，求出每单位面积所受力，用作金属的硬度值，叫布氏硬度，记作HB。布氏硬度的使用上限是HB450，适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。
2.1.1洛氏硬度HRA、HRC：
洛氏硬度是工业生产中最常用的硬度测量的方法，因为操作简便、迅速，可以直接读出硬度值，不损伤工件表面，可测量的硬度范围较宽。但洛氏硬度也有一些缺点，如因压痕小，对材料有偏析及组织不均匀的情况，测量结果分离度大，再现性较差。洛氏硬度(HR)也是用压痕的方式试验硬度。它是用测量凹陷深度来表示硬度值。洛氏硬度试验用的压头分硬质和软质两种。硬质压头为顶角为120o的金刚石圆锥体，使用于淬火钢等硬的材料。HRA硬度有效范围是>70，适用于硬质合金、表面淬火层及渗碳层;HRC硬度有效范围是20-68(相当于HB230-700,HB450-700超出了布氏硬度的使用上限)，适用于淬火钢及调质钢。
2.1.2洛氏硬度HRB
洛氏硬度HRB的测量采用直径1.588mm(1/16")的钢球，适用于退火钢、有色金属等，硬度有效范围是25-100（相当于HB60-230)。
2.1.3维氏硬度HV
维氏硬度也是利用压痕面积上单位应力作为硬度值计量。维氏硬度所使用的压头是锥面夹角为136o的金刚石四方锥体。试验时，在载荷P的作用下，在试样试验面上压出一个正方形压痕。测量压痕两对角线的平均长度d，借以计算压痕面积A V，以P/A V的数值表示试样的硬度，以HV表示。维氏硬度的优缺点：维氏硬度有一个连续一致的标度；试验负荷可任意选择，所得的硬度值相同。试验时加载的压力小，压入深度浅，对工件损伤小。特别适用于测量零件的表面淬硬层及经过表面化学处理的硬度，精度比布氏、洛氏硬度精确。但是维氏硬度的试验操作较麻烦，一般在生产上很少使用，多用于实验室及科研方面。
3．金属材料机械性能（或称为力学性能）
金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求的机械性能也将不同。常用的机械性能包括：强度、塑性、弹性、刚度、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。下面将分别讨论各种机械性能。
3.1强度
强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏（过量塑性变形或断裂）的性能。由于载荷的作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式，所以强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。各种强度间常有一定的联系，使用中一般较多以抗拉强度作为最基本的强度指针。
3.2塑性
塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不破坏的能力。
3.3疲劳
前面所讨论的强度、塑性、硬度都是金属在静载荷作用下的机械性能指针。实际上，许多机器零件都是在循环载荷下工作的，在这种条件下零件会产生疲劳。
冲击韧性
以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷，金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力叫做冲击韧性。3.4弹性
金属材料在外力作用下产生不永久变形的能力称为弹性。
3.5刚度
刚度是指金属材料抵抗弹性变形的能力。在工程应用中绝大多数零件都在弹性状态下工作，工作过程中不允许有过多的弹性变形。因此，对材料的刚度都有一定的要求。
4．钢的分类
钢是以铁、碳为主要成分的合金，它的含碳量一般小于2.11% 。钢是经济建设中极为重要的金属材料。
按化学成分，分为碳素钢（简称碳钢）与合金钢两大类。碳钢是由生铁冶炼获得的合金，除铁、碳为其主要成分外，还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质。碳钢具有一定的机械性能，又有良好的工艺性能，且价格低廉。因此，碳钢获得了广泛的应用。但随着现代工业与科学技术的迅速发展，碳钢的性能已不能完全满足需要，于是人们研制了各种合金钢。合金钢是在碳钢基础上，有目的地加入某些元素（称为合金元素）而得到的多元合金。与碳钢比，合金钢的性能有显著的提高，故应用日益广泛。
由于钢材品种繁多，为了便于生产、保管、选用与研究，必须对钢材加以分类。按钢材的用途、化学成分、质量的不同，可将钢分为许多类：
4.1按用途分类
按钢材的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类。
4.1.1结构钢
用作各种机器零件的钢，包括渗碳钢、调质钢、弹簧钢及滚动轴承钢。
用作工程结构的钢，包括碳素钢中的甲、乙、特类钢及普通低合金钢。
4.1.2工具钢
用来制造各种工具的钢。根据工具用途不同可分为刃具钢、模具钢与量具钢。
4.1.3特殊性能钢
是具有特殊物理化学性能的钢。可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等。
4.2按化学成分分类
按钢材的化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。
4.2.1碳素钢
按含碳量又可分为低碳钢（含碳量≤0.25%）；中碳钢（0.25%＜含碳量＜0.6%）；高碳钢（含碳量≥0.6%）。合金钢
按合金元素含量又可分为低合金钢（合金元素总含量≤5%）；中合金钢（合金元素总含量5%--10%）；高合